Строение тела инфузории туфельки
Форма тела инфузории туфельки веретенообразная, напоминает внешним видом подошву туфли с узким носком и широким задником. Поверхность клетки покрыта тонкой светлой эластичной оболочкой – эктоплазмой, именно она и удерживает тело в определенной постоянной форме. Внутренний слой оболочки более темный, с зернистым строением – эндоплазма.
Поверхность тела укрыта ресничками в количестве от 10 000 штук, беспрестанно движущимися, за счет чего инфузория и передвигается со скоростью 2,5 мм за секунду. Во время передвижения клетка производит вращение вдоль продольной оси своего тела. Каждая ресничка, синхронно с остальными, производит резкий взмах в едином направлении и плавное медленное возвращение волосков в начальное положение.
Между ресничками располагаются в мембранных мешочках трихоцисты – защитные органоиды, состоящие из тела с наконечником. При раздражении клетки хищником, трихоцисты выбрасываются наружу, перевоплощаясь в прочные нити, поражающие неприятеля. На освободившихся местах отрастают новые трихоцисты.
Внешнее строение инфузории туфельки состоит из верхней части и брюшины, последняя отличается наличием перистомы – своеобразного околоротового углубления, напоминающего желоб. Задняя часть перистомы оснащена ротовым отверстием, ведущим в глотку. По краям перистомы также есть реснички, но длиннее, чем на остальном теле. С их помощью создается непрерывный ток воды в глотку животного, вместе с которым туда попадают и бактерии – основная пища инфузории туфельки. Вокруг бактерий в цитоплазме образуется пищеварительная вакуоль, которая тут же наполняется выделяющимся пищеварительным соком. Вакуоль отрывается от глотки и проходит дальше в тело инфузории – в сторону заднего конца, описывает дугу, возвращается на исходное место. Весь путь вакуоль проходит за 1 час, в это время в нее проникают пищеварительные ферменты, а полезные вещества всасываются в цитоплазму. По завершении пути остатки пищи, не успевшие перевариться, выбрасываются наружу.
Выделительная система инфузории туфельки
Внутреннее строение тела инфузории туфельки включает две вакуоли, в них скапливается вода, насыщенная питательными веществами, образующимися во время окислительной реакции. Когда вакуоли наполняются до определенного значения, то максимально приближаются к поверхности тела изнутри, изливая содержимое наружу сквозь оболочку.
Дыхание, выделение, осморегуляция[ | ]
Туфелька дышит всей поверхностью клетки. Она способна существовать за счёт гликолиза при низкой концентрации кислорода в воде. Продукты азотистого обмена также выводятся через поверхность клетки и частично через сократительную вакуоль.
Основная функция сократительных вакуолей осморегуляторная. Они выводят из клетки излишки воды, проникающие туда за счёт осмоса. Сначала набухают приводящие каналы, затем вода из них перекачивается в резервуар[5]. При сокращении резервуара он отделяется от приводящих каналов, а вода выбрасывается через пору. Две вакуоли работают в противофазе, они сокращаются с периодом в 20—25 с[1] (по другим данным — 10—15 с при комнатной температуре[5]). За час вакуоли выбрасывают из клетки объём воды, примерно равный объёму клетки.
Способы размножения инфузории туфельки
Обычный способ – бесполый, происходит путем деления клетки на две равные части. Во время активного движения, тело туфельки вытягивается в длину и строго по его середине образуется углубляющая перетяжка – место, в котором и происходит в дальнейшем деление инфузории на два организма. С появлением перетяжки изменяется и строение инфузории туфельки – образуются по две глотки, ротовых отверстия и перистомы. В каждой новой клетке имеется по одному большому и малому ядру, часть органоидов материнской клетки, недостающие образуются заново. Бесполое размножение происходит довольно быстро – всего за сутки из одной инфузории 2 – 4 одноклеточных животных.
Половое размножение – не часто используемый способ, но возможный в случае температурных изменений и недостатке пищи. По завершении процесса, инфузория туфелька зачастую перевоплощается в цисту. Две инфузории на время соединяются, в месте соприкосновения растворяется оболочка, возникает своеобразный мостик. В это время каждая инфузория лишается большого ядра, малое делится дважды, образуя 4 дочерних ядра, три из которых исчезают, последнее снова разделяется на равные части. В завершении этого в теле каждой инфузории имеется по 2 ядра. Каждая из клеток обменивается с другой одним ядром, которые перемещаются по соединительному мостику. Попав в тело другой инфузории, ядро сливается там с еще одним – «родным» этому организму. Получившиеся ядра снова разделяются на большое и малое ядро, как это и должно быть, инфузории рассоединяются. Данный способ размножения имеет название конъюгация, длительность его составляет 12 часов. Несмотря на то, что новой клетки в этом случае не образуется, польза от такого процесса – обмен генетического материала между особями, что ведет к перераспределению наследственности, обновлению и увеличению жизнестойкости организмов.
Функции ядер[ | ]
Микронуклеус содержит полный геном, с его генов почти не считываются мРНК и, следовательно, его гены не экспрессируются. При созревании макронуклеуса происходят сложные перестройки генома, именно с генов, содержащихся в этом ядре, считываются почти все мРНК; следовательно, именно макронуклеус «управляет» синтезом всех белков в клетке. Туфелька с удалённым или разрушенным микронуклеусом может жить и размножаться бесполым путём, однако теряет способность к половому размножению. При половом размножении макронуклеус разрушается, а затем восстанавливается заново из диплоидного зачатка.
Особенности поведения инфузории туфельки
Исследователями был поставлен интересный опыт, доказывающий, что инфузорий можно дрессировать. Когда животное, прежде находящееся в темноте, пыталось перемещаться на светлое место, то на границе между светом и тьмой оно получало удар током, отчего инфузория останавливалась и поворачивала назад. Опыт повторялся много раз и уже через 45 минут от его начала, туфелька, доходя до края темного места, не дожидалась удара током, а уходила назад в темноту. Таким образом, можно выработать у животных привыкание к различным раздражителям. Приобретенные навыки сохраняются в памяти инфузории от 8 – 90 минут, могут накапливаться и помогать приспосабливаться к изменяющейся окружающей среде.
Инфузория туфелька довольно чувствительна к температурам окружающей воды и умеет выбрать наиболее благоприятное для себя место, что показывает следующий опыт: в трубку с водой были помещены инфузории, на одном конце трубки вода подогревалась до температуры в 35 градусов, на втором – до 15. Все туфельки собрались на нейтральной территории, то есть в месте, где вода была комфортной для них и имела около 25 градусов.
Оказалось, что инфузория туфелька чувствительна к химическим веществам и способна различать их микроскопические частицы в водной среде. Эту особенность животных ученые используют для обнаружения в воде тех или иных примесей при исследованиях жидкостей в лабораторных условиях.
Что касается питания, то и здесь инфузория туфелька проявляет оригинальность – если пищей для нее служат водоросли, то животное старается находиться в темноте, видимо, фотосинтез, происходящий в не до конца переваренных водорослях, мешает ее пищеварению.
Фото под микроскопом
Поэтому инфузория хороша на первые 3-7 дней, а затем надо искать что-то более сытное.
Однако большинство неудач в разведении, если мальки уже выклюнулись, ложится именно на первичное (стартовое) кормление. Чаще всего корм не соответствует размерам мальков: те просто не могут его проглотить, им нужен именно живой объект. Инфузория-туфелька в большинстве случаев подходит как нельзя лучше.
Проблематично разводить инфузорию для большого хозяйства аквариумиста-рыборазводчика. а для любительских целей выкормить (вернее «поднять») на собственной инфузории две-три сотни мальков мелкой аквариумной рыбешки особого труда не составит.
Самой сложной задачей является обзаведение исходной чистой культурой парамеций. Лучше всего заполучить ее у знакомого или купить на Птичьем рынке. В книгах по аквариумистике можно встретить и такой совет: отжать на стекло пучок аквариумных растений и при хорошем увеличении (+5-7D) наловить этих инфузорий тончайшей пипеткой. Подробности того, как это делается, посмотрите в соответствующей книжке. Я пробовал -безрезультатно.
Бывают случаи, когда туфелька вдруг разводится в массовых количествах при неожиданных обстоятельствах. Как-то мне пришлось иметь дело с аквариумом, в котором жили крабы из Юго-Восточной Азии. Уровень воды был всего около 5 см, а рацион их питания в основном составляли фрукты (крабы-вегетарианцы). Как туда попала туфелька — неизвестно, но развелось се там тьма-тьмущая, причем никаких других простейших среди них не было видно: идеальная культура.
Инфузориям важен достаток кислорода. Чтобы обеспечить им подобные условия, больше всего подходит емкость с максимальной площадью поверхности. Для небольшого количества парамеций можно использовать и трехлитровую банку, наполовину заполненную водой, лучше — мягкой. Я держу инфузорий в кипяченой воде жесткостью 6-8MGH. Для получения воды таких параметров нужно прокипятить водопроводную, дать ей отстояться и слить верхние 2/3 объема.
Температуру лучше поддерживать на уровне 15-18°С (я, например, зимой держу банки с инфузорией на подоконнике). Такая температура не является для туфельки оптимальной.
При 24-28°С культура хотя и быстро достигает максимальной плотности, но так же быстро и погибает, отравившись продуктами собственного метаболизма (то есть отходами жизнедеятельности) и не выдерживая дыхательной конкуренции с массово размножающимися бактериями, служащими туфелькам кормом.
И. ВАНЮШИН г. Мытищи Московской обл.
Журнал Аквариум 2001 №4
ПОДЕЛИТЬСЯ СТАТЬЁЙ В СОЦСЕТЯХ
Не освещен автором один из важных вопросов — при какой температуре гибнет инфузория.
Если это так важно то: Инфузории переносили +60° без вреда. Большинство инфузорий погибало при +80° или +90°, а при +150° останутся лишь их трупы.
Разведение инфузории туфельки в домашних условиях
Необходимый инвентарь: трехлитровые банки, спринцовка (пластиковый наконечник следует заменить на стеклянную часть пипетки), линза с сильным увеличением, кусочек стекла.
Быстрее всего размножение происходит на молоке, но и погибают микроорганизмы в нем за короткое время. Более выгодна высушенная кожура спелого банана (достаточно 3-х кв. см).
Культуру инфузории можно приобрести у любителей аквариумов либо добыть самостоятельно, зачерпнув воду со дна стоячего водоема. В последнем варианте капля воды помещается на стекло под микроскоп, где среди простейших хорошо видны инфузории. Рядом с каплей из водоема следует капнуть чистую воду. При помощи спички протягивается соединительный канал от одной капли к другой, по нему инфузории сами переплывут в более свежую воду. Переводя инфузорий снова и снова в каплю новой воды, получают чистую культуру этих микроорганизмов.
Дальше животных нужно отправить в инкубатор – набирается половина 3-х литровой банки чистой воды, добавляется 3 капли молока и помещается культура инфузорий. Банка помещается в теплом освещенном месте, но не под прямыми лучами солнца. Кормом для инфузорий служат бактерии, потому обычно они скапливаются у частичек органического материала. Чтобы использовать туфельки на корм малькам, в емкость опускается водоросль, вокруг которой сразу появляются инфузории, собираются они при помощи пипетки и отправляются в аквариум, но не сразу. Следует немного подождать, пока животные съедят бактерий, обитающих в данных каплях воды, а уж после помещать жидкость с инфузориями в аквариум с мальками.
Литература[ | ]
- Ehrenberg C. G.
Dritter Beitrag zur Erkenntniss grosser Organisation in der Richtung des kleinsten Raumes (нем.) // Abhandlungen der Königlichen Akademie der Wissenschaften zu Berlin. Aus dem Jahre 1833 : magazin. — Leipzig, 1835. — S. 268—269, 323. - Ehrenberg C. G.
502. Paramecium caudatum, geschwänztes Pantoffelthierchen // Die Infusionsthierchen als volkommene Organismen (нем.). — Leipzig, 1838. — S. 351—352. - Полянский Ю. И.
Подцарство Простейшие, или Одноклеточные (Protozoa) // Жизнь животных / под ред. Ю. И. Полянского, гл. ред. В. Е. Соколов. — 2-е изд. — М.: Просвещение, 1987. — Т. 1. Простейшие. Кишечнополостные. Черви. — С. 95—101. — 448 с.
