Popis, struktura a rozměry ciliatů
Infusoria bota je známá od školních biologických lekcí. Je to jeden z typů ciliárních jednobuněčných organismů, které nepatří do království zvířat, rostlin nebo hub, ale jsou zahrnuty do mezistupně protistů. Stvoření přebývá ve sladké vodě a získalo zajímavé jméno pro svůj trvalý tvar těla, podobný otiskům podrážky boty..
Obsah
Vědecká klasifikace
Typ ciliatů odkazuje na nadřazenost eukaryot, tj. Organismů s jádrem. Odpovídají typu řasinek, třídě Oligohymenophorea a rodu paramecium. Představiteli této řady je preference kyselých podmínek prostředí..
Vědci v té době strávili spoustu úsilí dešifrováním genomu některých druhů souvisejících s paramecium. Ukázalo se, že obsahuje 40 000 genů kódujících proteiny, zatímco u lidí jich je jen asi 28 000. Ke zvýšení počtu genů došlo v důsledku několika duplikací původního genomu. Způsob kódování sekvence aminokyselinových zbytků v ciliatech je jedinečný v přítomnosti jediného, nikoli trojitého, jako v univerzálním genetickém kódu, kodonu, který dokončuje syntézu polypeptidového řetězce.
Obecný popis
Optimální stanoviště pro tělo - čerstvá stojatá voda, ve kterých jsou biologicky rozložitelné organické sloučeniny. Tyto podmínky odpovídají zejména domácímu akváriu, ve vzorku prašné vody, z níž se často vyskytují protozoi.
Je možné uvažovat o infuziích pouze pod mikroskopem, protože její velikost nepřesahuje 0,1 - 0,3 mm. Téměř 7% buněk tvoří sušina, jejíž chemické složení je tvořeno následujícími složkami:
- protein (58%);
- lipidy (31,4%);
- popel (3,6%).
Tělo ciliatů je pokryto hustou vrstvou cytoplazmy, pod jehož vnější membránou jsou umístěny takové prvky cytoskeletu, jako jsou alveoly a mikrotubuly.. Tělo se skládá z následujících prvků:
- jádro (makronukleus);
- nukleolus (mikronukleus);
- podélná a povrchová řasenka;
- otevírání úst;
- formované a formující zažívací vakuoly (fagosomy);
- otvor, kterým je vyprazdňována trávicí vakuola (cytopig nebo prášek);
- dvě kontraktilní vakuoly.
Každý organoid plní důležité funkce..
Jádro a jádro
Ciliates mají dvě jádra, z nichž každé má svou vlastní strukturu a funkce. Malý má zaoblený tvar, obsahuje dědičný materiál. Maticové RNA se špatně čtou ze svého genomu, a proto se dědičné informace nepřevádějí na protein nebo jiný funkční produkt a chybí exprese genu. V případě zničení jádra život v botě pokračuje, ale bude se jen mnohokrát rozmnožovat, sexuální proces bude nemožný.
Zrání velkého jádra ve tvaru fazole vede ke složitým změnám v dědičném materiálu. Všechny mRNA jsou čteny ze svých genů, a proto na tom závisí syntéza proteinů. Sexuální proces zničí jádro, ale na konci se makrokruh znovu obnoví.
Cilia a Trichocysts
Cilia v malém počtu buněk od 10 do 15 tisíc. Rostou z bazálních těl, která tvoří komplexní cytoskeletový systém, včetně postkinetodálních fibril a vláken. Na bázi organel se tvoří parazomální vaky, které jsou výsledkem vytlačování vnější membrány.
Mezi hustě uspořádanou infusorickou řasinkou je stále prostor pro 5-8 tisíc obranných organoidů zvaných trichocysty. Představují jednu z odrůd sekrečních vezikul vytlačených ciliatů během exocytózy. Vypadají jako těla s hrotem, příčně pruhovaná každých 7 nm, jsou umístěna v membránových vakech. Ochranná funkce se projevuje okamžitým prodloužením a vypálením v případě nebezpečí. Někteří zástupci ciliatů však takové organely postrádají a jsou zároveň docela životaschopní..
Ciliatští boty se pohybují pomocí cilia. Při vlnoběžných pohybech plave tupým koncem vpřed. Organely dělají přímý zásah v narovnaném stavu. Vratný, nesený ve zakřiveném stavu. Tento proces nelze nazvat synchronním., protože tempo je určeno prvním cilium v řadě a každá následující zopakuje akci s malým zpožděním. To vede během otáčení k botě kolem její osy. Za sekundu překoná vzdálenost 2 - 2,5 mm.
Zakřivením těla může ciliator změnit směr. Při neočekávané kolizi s překážkou se prudce sníží, protože potenciální rozdíl bude výrazně klesat v membráně a vápníkové ionty proniknou dovnitř. Potom se bota bude nějakou dobu pohybovat dopředu a dozadu, během níž bude vápník opouštět buňku a brzy bude pokračovat po původní cestě.
Poskytovatelé potravin
Ústa boty vypadá jako vybrání na těle a přechází do buněčného hltanu. Kolem úst jsou složité struktury tvořené řasinkami. Infusorská bota se živí hlavně řasami, bakteriemi a dalšími malými jednobuněčnými organismy, které najde podle chemických látek, které vylučují. Chlupaté struktury kolem úst tlačí kořist do krku spolu s proudem vody.
Poté jídlo vstoupí do zažívací vakuoly vytvořené během fagocytózy a při působení cytoplazmatického toku se pohybuje na zadní konec buňky, vrací se dopředu a znovu se vrací zpět. Vakuum se sloučí s lysosomy, což je doprovázeno výskytem kyselého prostředí, které se postupně posouvá směrem k mírně zásadité.
Fagosom migruje a zvyšuje rychlost absorpce oddělením malých membránových váčků. Všechno, co nelze strávit, se vyhodí práškem bez rozvinuté cytoplazmy. Předvařené výrobky se rozptýlí v mezibuněčném prostoru a používají se po celý život.
Po splnění své funkce se vakuolka spojí s vnější membránou a zhroutí se a uvolní malé bubliny. Následně vstupují do buněčného hltanu přes mikrotrubičky tvořící cytoskelet, kde tvoří nový fagosom.
Je zajímavé, že hojnost jídla ovlivňuje, jak moc životy ciliatů žijí. Délka života je jen několik dní s nadměrnou výživou a několik měsíců (někdy až rok) se špatnou stravou.
Kontrakční vakuoly
Kontrakční vakuoly jsou umístěny na přední a zadní straně buněk. Každá z nich se skládá z nádrže, která se někdy otevírá ven, a odcházejících radiálních kanálů obklopených mnoha tenkými trubicemi, které čerpají tekutinu z cytoplazmy. Celý křehký systém je držen cytoskeletem.
Hlavní funkcí těchto vnitřních organel je osmoregulace. Difúze molekul vody do buňky vede k přebytečné tekutině, který je odstraněn vakuoly. Přívodní kanály čerpají vodu do nádrže, která se poté stahuje a odděluje od trubic a hází vodu mimo buňku přes póry. Dvě vakuoly pracují střídavě, každá se snižuje o 10–25 sekund v závislosti na okolní teplotě. Po hodině se vypuzený objem kapaliny rovná objemu samotné buňky.
Šlechtitelský proces
Infusorská bota se šíří asexuálně, která sestává z křížového dělení a je doprovázena komplexními regeneračními procesy. Protože dva jsou získány od jediného jednotlivce, každá z nových bot dostane jednu kontraktivní vakuolu a jsou nuceny doplnit chybějící samostatně. Buněčná ústa získají pouze jeden ciliator a druhá v této době musí vytvořit ústní otvor s nezbytnými strukturami kolem něj. Každý zástupce tvoří samostatně základní tělesa a novou řasenku.
Infusoria je také charakteristická pro sexuální proces, nazývaný konjugace, spočívá v přenosu jader mezi buňkami partnerů. Na tomto procesu se podílejí boty zapojené do rozdělení různých mateřských buněk. Jsou slepeny ústními dutinami, což vede k vytvoření cytoplazmatického můstku.
V tomto okamžiku zničí každé jádro velká jádra a malá se rozdělí, čímž se sníží počet chromozomů na polovinu. Výsledkem jsou 4 jádra, z nichž 3 jsou zničena. Zbytek je rozdělen do dvou geneticky identických jader a v každém z partnerů jsou vytvořeny mužské a ženské pronuclei. Samičí jádra zůstávají každé ve své vlastní buňce a samčí ciliatové jsou vyměňováni. Během výměny se sloučí ženské a mužské pronuclei a vytvoří se nové jádro, které se rozdělí na další dva. Stávají se novými velkými a malými jádry.
Příležitosti k učení
Příběh o ciliates-boty lze slyšet zpět ve škole, ale ne každý ví přesně, jak vědci studovali malý organismus. Ve skutečnosti není nic komplikovaného pozorovat to, navíc, velikost v desetinách milimetru je poměrně velká pro nejjednodušší. To vše znamená, že výzkum může být prováděn i doma, ale nejdřív je třeba pěstovat kulturu ciliatů.
Protože boty jsou přítomny ve všech nádržích, je voda odebírána z těchto zdrojů. Pro čistotu experimentu je třeba vzít tři skleněné nádoby a do jedné z nich vložit rozvětvené větve a listy, do druhé živé rostliny a do třetího bahno. Všechny materiály jsou odebírány ze zásobníku a kapalina je odtud také extrahována a nalita do plechovek.
Když je vše připraveno, musíte pečlivě zkontrolovat obsah nádoby a ujistit se, že na očích nejsou viditelné žádné vnější organismy, například hmyz nebo larvy. Pokud ano, budou muset být chyceni, jinak budou ciliati jedeni. Připravené prostředí se umístí na okno, pokryje sklem a nechá se několik dní při pokojové teplotě. V takovém případě musíte zajistit, aby na nádrž nespadlo přímé sluneční světlo.
Po dvou dnech by měla být nádoba protřepána a zkontrolována, zda se v ní neobjevily nějaké organismy. Může to být jak obuv, tak jiná stvoření, ale je to jednoduše zkontrolováno. Je třeba vzít kapku vody poblíž osvětlené stěny nádoby blíže k povrchu, na tomto místě se soustředí většina zájmových organismů. Pak by měla být kapka položena na sklo a vyšetřena mikroskopem nebo alespoň zvětšovacím zařízením.
Pokud jsou současně vidět vřetenovitá tělesa, pohybující se rychle a hladce a otáčející se kolem své osy, ukázalo se, že oddělují boty. Pokud kapka obsahuje kousek zeleně nebo bakteriální film, mnoho ciliatů se okamžitě hromadí kolem jídla.
Oddělení bot od jiných zvířat je snadné. Obvykle se pohybují mnohem rychleji než jiné organismy, a to by se mělo použít. Za tímto účelem se kapka, ve které je několik druhů tvorů, umístí na sklo a umístí na dobře osvětlené místo. Vedle ní se nalije malé množství čerstvé vody a párátko nakreslí čáru z jedné kapaliny do druhé, takže se získá tenký vodní most spojující obě média. Ciliates rychle urazí vzdálenost a skončí novou kapkou.
Stává se, že ve vodě nevidíte nic živého. V takovém případě můžete do nádoby přidat několik kapek vařeného mléka a počkat další dva dny. Po uplynutí této doby se můžete znovu pokusit studovat vyvinuté organismy..
Pak se boty rozmnoží, tento proces lze urychlit vytvořením příznivých podmínek pro ně.. K tomu jsou umístěny v jednom z následujících prostředí:
- na sušené banánové slupce;
- na listech hlávkového salátu;
- v mléce;
- v infuzi sena.
Organismy rozvedené tímto způsobem mohou být použity k jejich pozorování pro výzkumné účely nebo k praktickému použití. Vzhledem k tomu, že ciliati jsou přírodní sladkovodní řádky, mohou dezinfikovat kapaliny v akváriích a také sloužit jako potrava pro smažení.
Ciliates-pantofle jsou tedy úžasné organismy s jedinečnými vlastnostmi (například sexuální proces bez reprodukce), které lze studovat i doma.
