Студопедия — Сравнительная характеристика Жгутиконосцы (Mastigophora) и Инфузорий (Ciliophora)
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Сравнительная характеристика Жгутиконосцы (Mastigophora) и Инфузорий (Ciliophora)






Общая характеристика класса жгутиконосцы. Класс жгутиконосцев характеризуется наличием жгутиков, служащих органоидами движения. Их может быть один, два или множество. Наряду с этим у немногих видов жгутиконосцев могут временно или постоянно присутствовать и псевдоподии. Все это указывает на близость и даже отсутствие резкой границы между саркодовыми и жгутиконосцами, что дает основание некоторым ученым объединять эти два класса в надкласс Sarcomastigophora.

Среди жгутиконосцев мы встречаем поразительное разнообразие типов обмена веществ. По этому важному признаку жгутиконосцы занимают как бы промежуточное положение между растительным и животным миром: у них можно наблюдать все переходы от типично растительного к животному типу питания.

Среди жгутиконосцев имеются организмы как с аутотрофным, так и с гетеротрофным типом питания, а также виды, которые сочетают в себе черты обоих этих типов обмена. Таким образом, некоторые (аутотрофные) жгутиконосцы представляют собой объект ботаники, тогда как другие (гетеротрофные) — объект изучения зоологии. Мы рассмотрим в дальнейшем изложении и тех и других, так как среди жгутиконосцев иногда даже относительно близкие виды могут обладать разными типами обмена веществ: одни — растительным, другие — животным.

Жгутиконосцы как по строению, так и по образу жизни чрезвычайно разнообразны. Число видов их велико, оно достигает 6—8 тыс. Многие из них являются обитателями моря. Значительная часть морских видов жгутиконосцев входит в состав планктона, где они развиваются иногда в огромных количествах. Пресные воды тоже богаты жгутиконосцами. Видовой состав их в пресноводных водоемах в большой степени зависит от степени загрязненности вод органическими веществами.

Жгутиконосцы представляют большой интерес в том отношении, что в пределах этого класса проходит как бы граница между растительным и животным миром. Представители ряда групп жгутиконосцев обладают хроматофорами, содержащими хлорофилл. Эти формы как настоящие зеленые растения, способны на свету осуществлять фотосинтез. Другим жгутиковым свойствен гетеротрофный обмен – как все животные, они используют в качестве пищи готовые органические вещества. Имеются, наконец, виды, совмещающие обе форы обмена. Класс Mastigophora распадается на два подкласса:

1. Photomastigina - растительные жгутиконосцы;

2. Zoomastigina - животные жгутиконосцы.

 

Общая характеристика класса инфузории. Среди инфузорий есть подвижные и прикреплённые формы, одиночные и колониальные. Форма тела инфузорий может быть разнообразной, размеры одиночных форм от 10 мкм до 4,5 мм. Живут в морях и пресных водоёмах в составе бентоса и планктона, некоторые виды — в интерстициали, почве и во мхах. Многие инфузории — комменсалы, симбионты и паразиты других животных: кольчатых червей, моллюсков, рыб, земноводных, млекопитающих. К этому типу относятся наиболее высокоорганизованные простейшие.

Снаружи клеточной мембраны лежит прочная эластичная пелликула. Тело полностью или частично покрыто ресничками. Пищеварительная 'система' устроена для простейших относительно сложно. В пелликуле есть отверстие - клеточный рот, к которому биением ресничек подгоняется вода с частицами пищи. Клеточный рот ведет в клеточную глотку - канал, в конце которого, периодически отшнуровываясь от мембраны, образуются пузырьки - пищеварительные вакуоли. Непереваренные остатки выбрасываются через клеточный анус (порошицу). Излишки воды удаляются сократительными вакуолями.

К типу Инфузории относят около 6000 видов простейших, органеллами движения которых служит большое количество ресничек. Для большинства инфузорий характерно присутствие двух ядер: крупного вегетативного - макронуклеуса - и более мелкого генеративного - микронуклеуса. Макронуклеус имеет полиплоидный набор хромосом и регулирует процессы обмена веществ. Микронуклеус содержит диплоидный набор хромосом и участвует в половом процессе.

Строение и физиология жгутиконосцев Размеры и форма жгутиконосцев довольно разнообразны: оно часто бывает яйцевидным, целендрическим, шаровидным, бутылковидным и т.п. Иногда тело может приобретать различные выросты и принимать причудливую форму. Цитоплазма делится на экто- и эндоплазму. У некоторых цитоплазма снаружи ограничена лишь элементарной мембраной. У других наружный слой эктоплазмы уплотняется и образует пелликулу. От переднего полюса тела берут начало жгутики. Длина жгутиков варьирует в широких пределах от не многих до нескольких десятков микрон. Если жгутиков два, то нередко лишь один выполняет локомоторную функцию, тогда как второй неподвижно тянется вдоль тела или выполняет функцию руля.

У многих растительных жгутиконосцев (эвглены, панцирные жгутиконосцы) имеются особые аппараты, служащие для восприятия световых раздражений, их называют «глазными пятнами» или стигмами. Жгутики служат не только для движения, но и способствует захвату пищи. Движением жгутика в окружающей воде вызывается водоворот, благодаря которому мелкие взвешенные в воде частички (в т.ч. бактерии) увлекаются к основанию жгутика. Здесь у некоторых жгутиконосцев, питающихся твердой пищей, имеется небольшое отверстие в пелликуле – клеточный рот, ведущий в довольно глубокий канал – глотку, вдающийся внутрь тела. Пища попадает в рот и глотку, и далее эндоплазме образуется пищеварительная вакуоль, в полости которой и происходит переваривание. У других видов клеточной глотки нет и у основания жгутика имеется участок липкой цитоплазмы, лишенный пелликулы, через него и происходит восприятие пищи. Не переваренные остатки пищи выбрасываются из тела простейшего где-либо вблизи заднего конца тела. Питание твердой пищей получило название анимального. Есть немалое число видов, питающиеся жидкой органической пищей, усваивая ее всей поверхностью тела. Такой способ питания называется сапрофитным. Обширные группы жгутиконосцев, а именно растительные жгутиконосцы способны к фотосинтезу. Зеленый пигмент хлорофилл локализуется внутри особых тел – хроматофоров, имеющих такое же ультрамикроскопическое строение, как и хлоропласты высших зеленых растений. Некоторые аутотрофные жгутиконосцы переходят к сапрофитному питанию и могут терять при этом зеленую окраску. В теле жгутиконосцев откладываются разного рода питательные вещества. Это могут быть капельки жироподобных веществ, разбросанные в цитоплазме, включения полисахарида гликогена, а у окрашенных растительных жгутиконосцев – зерна крахмала или близкого к нему углевода – парамила. Осморегуляторная и отчасти выделительная функции выполняются у жгутиконосцев, как и у саркодовых, сократительными вакуолями, которые имеются у свободноживущих пресноводных форм и отсутствуют у большинства морских и всех паразитических видов. Клеточное ядро в большинстве случаев присутствует у жгутиконосцев в единственном числе, но существует также двуядерные и многоядерные виды, причем иногда число ядер может достигать сотни и тысячи.

Строение и физиология инфузорий. Форма тела инфузорий исключительно разнообразна. Несмотря на подвижность и наличие постоянных и чётко дифференцированных переднего и заднего концов тела, очень многие инфузории асимметричны. Однако для некоторых форм, у которых рот расположен на самом переднем конце тела, характерна радиальная симметрия. Большинство инфузорий «голые», однако тинтинниды, некоторые гетеротрихи, перитрихи и суктории живут в домиках (теках), построенных из секретированного ими органического материала или склеенных из посторонних частиц.

Тело инфузорий на протяжении всей жизни у одних видов или на отдельных её стадиях у других покрыто ресничками. Реснички на теле инфузории образуют две специализированные группы: покрывающую тело соматическую цилиатуру и ротовую цилиатуру, связанную с ротовой областью. Распределение ресничек на поверхности тела варьирует у разных форм. У некоторых видов реснички покрывают всё тело и располагаются продольными рядами, каждый из которых называется кинетой, но у представителей более специализированных таксонов реснички приурочены к строго определённым участкам тела.

Инфузории — это самые «быстрые» простейшие, которые при движении развивают скорость 0,4-2 мм/с (типичная Paramecium покрывает за одну секунду расстояние, примерно в 8 раз превышающее длину своего тела). В то же время самые быстро плавающие жгутиконосцы могут развивать скорость лишь 0,2 мм/с. Инфузории плавают быстрее, чем жгутиконосцы, благодаря тому, что для движения используют многочисленные реснички, покрывающие их тело.

По поверхности движущейся инфузории пробегают метахрональные волны. Так, на теле Paramecium в каждый момент времени можно обнаружить примерно 10 волн. Считается, что метахрональная координация биения ресничек контролируется движением воды. Ток воды, создаваемый одной ресничкой, служит сигналом для начала движения следующей. Кинетодесмальные фибриллы не рассматриваются ныне как проводящая система, обеспечивающая координацию биения ресничек.

Свободноживущие инфузории могут быть детритофагами, бактериофагами, фитофагами или хищниками. Среди хищников можно выделить «догоняющих», то есть активно преследующих свою добычу, или «поджидающих». Последние в ожидании своей жертвы не проявляют поисковой двигательной активности. Хищники питаются другими простейшими, включая инфузорий, и даже мелкими животными, например, коловратками. Многие мелкие инфузории активно перемещаются в поисках пищи (бактерий, диатомовых водорослей, детрита) и заглатывают её после установления с ней непосредственного контакта. Обычно более крупные формы могут использовать реснички, покрывающие их тело, для отфильтровывания суспензии, содержащей пищевые объекты. Ротовая цилиатура фильтраторов, как правило, сложно организована, тогда как инфузории, питающиеся путём непосредственного захвата добычи, имеют более простой ротовой аппарат.

 

Размножение жгутиконосцев. Для большинства жгутиконосцев известен только бесполый способ размножения делением надвое. Деление всегда происходит в продольном направлении, т.е. плоскость деления совпадает с продольной осью тела. Часто деление совершается в свободноподвижном состоянии. Сначала делится митотически ядро, а затем, начиная с переднего конца, постепенно делится все тело простейшего. Что касается жгутикового аппарата, то кинетосома и парабазальный аппарат делятся. Старый жгутик иногда отходит к одной из дочерних особей, а у второй образуется вновь из кенетосомы. В других случаях жгутик отбрасывается и в обеих дочерних особях образуется вновь. Нередко деление совершается в покоящемся состоянии; простейшее отбрасывает жгутик, округляется и выделяет на своей поверхности прочную оболочку (инцистируется). Под защитой цисты животное последовательно делится один или несколько раз, при этом общий объем тела животного не увеличивается, и получаются относительно мелкие клетки. Процесс последовательных делений без стадии роста и увеличения объема получающихся клеток носит название палинтоии. Впоследствии циста лопается и жгутиконосцы выходят наружу. Среди жгутиконосцев, в особенности подкласса Photomastigina, широко распространена колониальность. Колонии различаются как по форме, так и по способу развития. Нередко между особями выделяется слой прозрачного студенистого вещества, и вся колония превращается в полый студенистый шар, в стенке которого в один слой расположены клетки. Число особей, входящих в состав колонии, варьирует от 4 до 10 тыс. и более. По характеру развития различают монотомические и палинтомические колонии. Монотомией называют такой способ бесполого размножения простейшего, при котором после акта разделения дочерние особи растут и восстанавливают все органоиды, характерные для материнской клетки. У палинтомических колоний размножение происходит иначе. Все клетки колонии претерпевают последовательные палинтомические деления, благодаря чему получается сразу несколько молодых колоний.

Половой процесс имеет место не у всех жгутиконосцев. Он особенно распространен у растительных форм, в том числе у колониальных, обладающих палинтомическими колониями. У одиночного бесцветного жгутиконосца копулирующие половые клетки почти неотличимы от вегетативных клеток. Гаметы морфологически сходны – различая в строении между мужской и женской гаметами отсутствуют. Такая форма полового процесса носит название изогамии. У остальных колониальных видов наблюдается постепенный переход к анизогамии. У всех жгутиконосцев, имеющих половой процесс, первые два деления зиготы представляют собой мейоз. Таким образом, диплоидная у них лишь зигота, все же остальные стадии жизненного цикла гаплоидны. У жгутиконосцев, следовательно, наблюдается зиготическая редукция в отличие от многоклеточных животных, где мейоз предшествует образованию гамет и все клетки тела, кроме зрелых половых диплоидны. В пределах класса жгутиконосцев наблюдаются различные формы полового процесса. При этом имеет место ряд последовательных этапов от самых примитивных форм изогамии к разным формам анизогамии. У конечного члена этого ряда – вольвокса, происходит формирование настоящих активно подвижных сперматозоидов и яйцевых клеток. Такую форму анизогамии называют оогамией.

 

Размножение инфузорий. В отличие от жгутиконосцев, делящихся в продольном направлении, бесполое размножение инфузорий осуществляется путём поперечного деления надвое, при котором плоскость деления проходит поперёк кинет. У многих сидячих инфузорий, например у Vorticella, Dendrocometes, агамное размножение осуществляется в форме почкования. При бесполом размножении делятся оба типа ядер (только у примитивных инфузорий кариореликтид диплоидные макронуклеусы никогда не делятся, а после каждого деления клетки образуются заново из микронуклеусов). Вслед за делением наблюдаются сложные процессы реорганизации ресничного аппарата. Микронуклеус делится путём закрытого митоза. Деление макронуклеуса представляет собой амитоз и обычно осуществляется за счёт формирования простой перетяжки. Когда в клетке присутствует несколько макронуклеусов, они перед делением у некоторых видов сначала объединяются в единое крупное ядро.

Половое размножение у инфузорий — это непосредственный обмен генами без предварительной «упаковки» их в яйцеклетку или спермий. Чтобы его осуществить, две совместимые в половом отношении клетки плотно соединяются определёнными участками поверхности, плазмалемма каждой клетки в зоне контакта исчезает, после чего и происходит взаимный обмен генами. Этот процесс известен как конъюгация, а две соединившиеся инфузории называются конъюгантами. Конъюганты могут находиться в таком состоянии несколько часов. В конъюгации участвует только микронуклеус, макронуклеус во время полового процесса дегенерирует. Основные события, ведущие к обмену гена между двумя конъюгантами, относительно постоянны и сходны у всех видов. После двух мейотических делений микронуклеуса образовавшиеся ядра, за исключением одного, дегенерируют, а оставшееся ядро затем делится ещё раз и даёт начало двум гаплоидным гаметическим микронуклеусам, которые генетически идентичны. Один является стационарным, тогда как другой мигрирует в конъюганта-партнёра. Когда мигрирующее ядро оказывается в партнёре, оно сливается с его стационарным ядром, и образуется зиготическое ядро (2 n), или синкарион. Вскоре после слияния ядер две инфузории расходятся. Каждая из них теперь называется эксконъюгантом. В обоих эксконъюгантах синкарион митотически делится, чтобы в клетке восстановилось специфичное для вида число ядер. Эти события обычно (но не всегда) включают деления клетки. Например, у видов, в норме имеющих один макронуклеус и один микронуклеус, синеарион делится один раз. Одно из ядер образует микронуклеус; другое становится макронуклеусом. В данном случае нормальное число ядер восстанавливается без каких-либо делений клетки.







Дата добавления: 2015-10-02; просмотров: 2535. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Кардиналистский и ординалистский подходы Кардиналистский (количественный подход) к анализу полезности основан на представлении о возможности измерения различных благ в условных единицах полезности...

Обзор компонентов Multisim Компоненты – это основа любой схемы, это все элементы, из которых она состоит. Multisim оперирует с двумя категориями...

Композиция из абстрактных геометрических фигур Данная композиция состоит из линий, штриховки, абстрактных геометрических форм...

Важнейшие способы обработки и анализа рядов динамики Не во всех случаях эмпирические данные рядов динамики позволяют определить тенденцию изменения явления во времени...

МЕТОДИКА ИЗУЧЕНИЯ МОРФЕМНОГО СОСТАВА СЛОВА В НАЧАЛЬНЫХ КЛАССАХ В практике речевого общения широко известен следующий факт: как взрослые...

СИНТАКСИЧЕСКАЯ РАБОТА В СИСТЕМЕ РАЗВИТИЯ РЕЧИ УЧАЩИХСЯ В языке различаются уровни — уровень слова (лексический), уровень словосочетания и предложения (синтаксический) и уровень Словосочетание в этом смысле может рассматриваться как переходное звено от лексического уровня к синтаксическому...

Плейотропное действие генов. Примеры. Плейотропное действие генов - это зависимость нескольких признаков от одного гена, то есть множественное действие одного гена...

Тема: Изучение приспособленности организмов к среде обитания Цель:выяснить механизм образования приспособлений к среде обитания и их относительный характер, сделать вывод о том, что приспособленность – результат действия естественного отбора...

Тема: Изучение фенотипов местных сортов растений Цель: расширить знания о задачах современной селекции. Оборудование:пакетики семян различных сортов томатов...

Тема: Составление цепи питания Цель: расширить знания о биотических факторах среды. Оборудование:гербарные растения...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.01 сек.) русская версия | украинская версия