Інфузорія туфелька - досить поширений вид, який відносять до групи Живе вона в прісних стоячих водоймищах з достатньою кількістю органічних матеріалів, якими і харчується. До речі, будова інфузорії-туфельки вважається найскладнішим із цієї групи організмів.

Загальна характеристика

Інфузорія туфелька — одноклітинний організм, форма якого справді нагадує підошву взуття та зберігається за рахунок щільного зовнішнього шару цитоплазми. Все тіло тварини покрито величезною кількістю вій, які розташовані поздовжніми рядами. Основна їхня функція — рух.

Рухається інфузорія туфелька тупим кінцем вперед. Вії рухаються з невеликою затримкою щодо один одного. При переміщенні організм також обертається довкола осі.

Між віями розташовані так звані трихоцисти — невеликі веретеноподібні органели, які виконують функцію захисту. Кожна трихоциста складається з тіла та наконечника, які за наявності подразника (зіткнення, нагрівання, охолодження) різко вистрілюють.

Інфузорія туфелька: будова

Основна маса організму – це ендоплазма, або рідка частина цитоплазми. Ектоплазма знаходиться ближче до цитоплазматичної мембрани, має більш щільну консистенцію та утворює пелікулу.

Травлення. Ближче до переднього кінця тіла розташована навколоротова лійка, внутрішня поверхня якої вкрита складною системою вій. Рухи вій створюють потік, разом з яким засмоктуються і мікроорганізми. Далі поживні частинки потрапляють у горлянку, яка також вистелена віями, і лише потім – у рот. Шляхом ендоцитозу потрапляють у травну вакуоль. Залишки виводяться через специфічну органелу — порошок.

Генетичний матеріал. Інфузорія туфелька має два ядра - велике (макронуклеус) і маленьке (мікронуклеус). Мікронуклеус містить у собі повний набір генетичної інформації та бере участь у статевому розмноженні організму. Макронуклеус відповідає за синтез білкових сполук.

Виділення та дихання. Інфузорія туфелька здатна існувати навіть за дуже низьких концентрацій кисню у воді. Поглинається кисень всією поверхнею.

Як мовилося раніше, цей найпростіший організм живе у прісної воді і через різниці концентрацій йому потрібна система осморегуляції. Інфузорія має дві скорочувальні вакуолі – передню та задню, до кожної з яких веде розгалужена система канальців. Надлишок рідини та вторинні продукти метаболізму збираються в канальцях та виводяться вакуолей у навколишнє середовище. Обидві органели скорочуються поперемінно, раз на 15-20 секунд.

Розмноження інфузорії-туфельки

Для даного організму характерно як статеве, і безстатеве розмноження.

Здійснюється поперечним розподілом клітини на дві рівні частини. У цьому організм зберігає активний стан. Далі випливають досить складні процеси регенерації, під час яких кожна частина організму добудовує необхідні органели.

Статеве відношення між двома особами здійснюється шляхом кон'югації. Інфузорії тимчасово склеюються, і між їх поверхнями утворюється своєрідний місток із цитоплазми. Макронуклеуси обох організмів руйнуються, а малі ядра діляться шляхом мейозу.

Поле цього утворюється чотири ядра з набором гаплоїдним хромосом. Далі три з них гинуть, а ділитися шляхом мітозу, що залишилося, утворюючи два протонуклеуси — жіночий і чоловічий. Організми обмінюються "чоловічими" протонуклеусами. Потім у кожному відбувається злиття двох ядер та утворення синкаріаону. Потім проходить мітоз, після чого одне з ядер, що утворилися, стає макронуклеусом, а друге — мікронуклеусом.

Тіло її витягнуте і зовні нагадує туфельку-човник: передній кінець вужчий, найбільша ширина в задній третині. Задній кінець дещо загострений і покритий довгими віями. На боці тіла, умовно званої черевної, вдається всередину глибокий жолоб - це навколоротове заглиблення - перистом, в задній частині якого знаходиться ротовий отвір, що веде в горлянку. Вії на стінках перистому довші, це своєрідний ловчий апарат, який заганяє їжу інфузорії в ротовий отвір. Вії створюють безперервний струм води, з яким дрібні харчові частинки - в основному бактерії - проникають через рот у коротку горлянку і накопичуються на дні. Разом з невеликою кількістю рідини харчові частинки відриваються від дна глотки і надходять у цитоплазму, утворюючи травну вакуоль, яка, відокремившись від глотки, проробляє в тілі інфузорії закономірний шлях, що займає приблизно одну годину. Травна вакуоля спочатку рухається у бік заднього кінця тіла і, описавши невелику дугу, повертається до переднього кінця. Звідси вона описує замкнуту дугу по периферії тіла. У цей час у вакуолю надходять травні ферменти, а перетравлена ​​їжа всмоктується в цитоплазму. Шлях травної вакуолі закінчується порошкою - певним місцем, де неперетравлені залишки викидаються назовні.

Туфельку можна вважати однією з ненажерливих тварин: вона харчується безперервно, ротовий отвір її завжди відкритий і потік харчових частинок в рот не припиняється. Процес цей зупиняється лише у періоди розмноження.

Все тіло інфузорії покрито віями, їх приблизно 10-15 тисяч. Вони постійно здійснюють узгоджені веслоподібні рухи, за рахунок яких тварина постійно рухається. Швидкість руху 2-2,5 мм/сек, тобто. за секунду черевичок пробігає відстань, що перевищує довжину її тіла у 10-15 разів. При русі вперед тварина ще й обертається вздовж поздовжньої осі тіла.

Під оболонкою, у зовнішньому шарі цитоплазми у туфельки розташовані численні коротенькі утворення, що нагадують палички – трихоцисти. Це дивовижний захисний пристрій. При будь-якому сильному подразненні інфузорія викидає трихоцисти назовні, вони перетворюються на довгі тонкі нитки і вражають хижака, нападника на туфельку. Трихоцисти розташовуються між віями, їх так само багато, як і останніх, тому вони є потужним захистом. На місці тих, хто «вистрілив», трихоцист утворюються нові.

Рух інфузорії туфельки

Туфелька, як і всі живі організми, реагує на зміни довкілля зміною напряму руху. Якщо в краплю води, де плавають туфельки, помістити шматочок бактеріальної плівки, то всі найпростіші збираються біля неї, тому що бактерії виділяють у воду різні речовини, які сигналізують інфузорія про наявність їжі в цьому місці. Якщо ж у краплю помістити кристал кухонної солі, то туфельки спливають від цього несприятливого фактора. Дуже цікаво поводяться найпростіші під впливом електричного струму. Якщо через рідину, де плавають ці тварини, пропустити слабкий електричний струм, то всі туфельки вишиковуються вздовж лінії струму, а потім, як за командою, починають рухатися у бік катода, де й накопичуються.

Розмноження інфузорії туфельки

При хорошому харчуванні черевички швидко розмножуються. Вирощуються штучно в садках, вони дають масу від 20 до 104 грамів на кубічний метр. Навіть одноразове внесення в ставки для розведення риб суспензії цих інфузорій у розрахунку 5-10 грамів на одну десяту гектара підвищує виживання мальків з 50 до 67 %. В експериментальних умовах вдається отримати густину інфузорій туфельок до 50 тисяч особин на кубічний сантиметр, тобто 50 мільйонів особин на кубічний метр.

p align="justify"> Проведений біохімічний аналіз показує, що білок сирої маси інфузорій містить всі необхідні амінокислоти, тобто. є високоякісним та за своїм складом близький до казеїну. Дегустація сухої маси інфузорій показала, що смак цих найпростіших нагадує смак підсушеного сиру чи курячого м'яса.

Особливості інфузорії туфельки

Інфузорії навіть піддаються «дресирування». Вчені поставили цікавий досвід. Коли туфелька, що знаходилася в темряві, перетинала кордон між світлом і темрявою, вона отримувала удар електричним струмом. Тварина реагувала на це миттєвою зупинкою та поворотом назад. Вже через 45 хвилин дресирування інфузорії на межі між темрявою та світлом різко повертали назад, не чекаючи удару струмом. Можна виробити в інфузорій та реакції звикання до будь-яких постійних подразників, наприклад, до вібрації. Такі отримані реакції зберігалися в «пам'яті» туфельок від 8 хвилин до 1,5 години. Подібні експерименти показують, що в інфузорій протягом життя може накопичуватися індивідуальний досвід, що, безсумнівно, є пристосуванням до умов середовища, що змінюються. Нагадаємо, що інфузорії – тварини одноклітинні, що не мають нервової системи і навіть будь-яких аналогічних їй органоїдів клітини. Пам'ять у разі формується, певне, з допомогою суто молекулярних взаємодій.

Інфузорії туфельки мають дуже тонке хімічне почуття. Вони розрізняють у воді тисячні частки відсотка розчинених солей і кислот і мільйонні частки відсотка отруйних речовин, що містяться, і важких металів. Тому в лабораторіях нерідко використовують інфузорії для виявлення у воді тих чи інших домішок.

Туфельки, коли це можливо, вибирають певні сприятливі температурні умови. Якщо їх помістити в трубку з водою, де температура одного кінця 35 градусів, а в іншого 15 градусів, то туфельки збираються в сприятливій для них зоні 24-26 градусів.

У природі туфельки мешкають у невеликих прісноводних водоймах, цих інфузорій дуже легко розвести в акваріумі, якщо залити ставковою водою пучок звичайного сіна. У таких настойках розвивається безліч інфузорій, у тому числі й родичі туфельки – інфузорії трубачі.

Енциклопедичний YouTube

• 1 / 5

  Середовищем проживання інфузорії-туфельки є будь-які прісні водойми зі стоячою водою і наявністю у воді органічних речовин, що розкладаються. Її можна знайти і в акваріумі, взявши проби води з мулом і розглянувши їх під мікроскопом.

  Розмір інфузорії-туфельки становить 0,1-0,3 мм. Форма тіла нагадує підошву туфлі. Зовнішній щільний шар цитоплазми (пелікула) включає плоскі мембранні цистерни альвеоли, мікротрубочки та інші елементи цитоскелета, що знаходяться під зовнішньою мембраною.

  На поверхні клітини переважно поздовжніми рядами розташовані вії, кількість яких - від 10 до 15 тис. . В основі кожної вії знаходиться базальне тільце, а поруч друге, від якого вія не відходить. З базальними тільцями у інфузорій пов'язана інфрациліатура – ​​складна система цитоскелету. У туфельки вона включає посткинетодесмальные фібрили, що відходять назад, і радіально розходяться поперечно смугасті філаменти. Біля основи кожної вії є вп'ячування зовнішньої мембрани - парасомальний мішечок.

  Між віями розташовані дрібні веретеноподібні тільця - трихоцисти, які розглядаються як органоїди захисту. Вони розташовані в мембранних мішечках і складаються з тіла та наконечника. Трихоцисти – різновид різноманітних за будовою органоїдів екструсом, наявність яких характерна для інфузорій та деяких інших груп протистів. Їхнє тіло має поперечну смугастість з періодом 7 нм. У відповідь на роздратування (нагрів, зіткнення з хижаком) трихоцисти вистрілюють – мембранний мішечок зливається із зовнішньою мембраною, а трихоциста за тисячні частки секунди подовжується у 8 разів. Передбачається, що трихоцисти, набухаючи у воді, можуть ускладнювати рух хижака. Відомі мутанти туфельок, позбавлені трихоцист і життєздатні. Загалом у туфельки 5-8 тисяч трихоцист.

  У туфельки 2 скорочувальні вакуолі в передній та задній частині клітини. Кожна складається з резервуару і радіальних каналів, що відходять від нього. Резервуар відкривається назовні часом, канали оточені мережею тонких трубочок, якими рідина надходить у яких із цитоплазми. Вся система утримується у певному ділянці цитоскелетом з мікротрубочок.

  У туфельки є два різних за будовою та функціями ядра - диплоїдний мікронуклеус (мале ядро) округлої форми та поліплоїдний макронуклеус (велике ядро) бобоподібної форми.

  Клітина інфузорії-туфельки складається на 6,8 % із сухої речовини, з якої 58,0 % – білок, 31,4 % – жири, 3,6 % – зола.

  Функції ядер

  Основна функція скорочувальних вакуолей осморегуляторна. Вони виводять із клітини надлишки води, що проникають туди за рахунок осмосу. Спочатку набухають канали, що приводять, потім вода з них перекачується в резервуар . При скороченні резервуара він відокремлюється від каналів, що приводять, а вода викидається через пору. Дві вакуолі працюють у протифазі, вони скорочуються з періодом 20-25 с (за іншими даними - 10-15 с при кімнатній температурі). За годину вакуолі викидають з клітки об'єм води, приблизно рівний об'єму клітки.

  Розмноження

  У інфузорії-туфельки є безстатеве і статеве розмноження (статевий процес). Безстатеве розмноження - поперечний поділ в активному стані. Воно супроводжується складними процесами регенерації. Наприклад, одна з особин заново утворює клітинний рот з околоротовой циліатурою, кожна добудовує недостатню скорочувальну вакуоль, відбувається розмноження базальних тілець і утворення нових вій і т.п.

  Статевий процес, як і в інших інфузорій, відбувається у формі кон'югації. Туфельки, що належать до різних клонів, тимчасово «склеюються» ротовими сторонами, і між клітинами утворюється цитоплазматичний місток. Потім макронуклеуси кон'югуючих інфузорій руйнуються, а мікронуклеуси діляться шляхом мейозу. З чотирьох гаплоїдних ядер, що утворилися, три гинуть, а решта ділиться мітозом. У кожній інфузорії тепер є два гаплоїдні пронуклеуси - один з них жіночий (стаціонарний), а інший - чоловічий (мігруючий). Інфузорії обмінюються чоловічими пронуклеусами, а жіночі залишаються у своїй клітині. Потім у кожній інфузорії «свій» жіночий та «чужий» чоловічий пронуклеуси зливаються, утворюючи диплоїдне ядро ​​– синкаріон. При розподілі синкаріону утворюється два ядра. Одне стає диплоїдним мікронуклеусом, а друге перетворюється на поліплоїдний макронуклеус. Реально цей процес відбувається складніше та супроводжується спеціальними посткон'югаційними поділами.

  Інфузорія туфелька – найпростіший одноклітинний організм розміром близько 0,1 мм. Зустрічається в тих же водоймах, що і Евглена, і найпростіша амеба. Харчується переважно бактеріями та мікроскопічними водоростями. Служить їжею для личинок, дрібних рибок, рачків.

  Зовнішній вигляд інфузорії туфельки

  За свою схожість з підошвою жіночого взуття цей вид інфузорій набув другої назви - "туфелька". Форма цього одноклітинного організму постійна і змінюється зі зростанням чи іншими чинниками. Все тіло вкрите дрібними віями, схожими на джгутики евгени. Дивно, але цих вій на кожній особині налічується близько 10 тисяч! З їх допомогою клітина пересувається у воді та захоплює їжу.

  Інфузорія туфелька, будова якої так знайома за підручниками біології, не видно неозброєним оком. Інфузорії є дрібні одноклітинні організми, але при великому скупченні їх можна побачити і без збільшувальних приладів. У каламутній воді вони будуть виглядати як довгасті білі крапки, які перебувають у постійному русі.

  

  Будова інфузорії туфельки

  Особливості будови інфузорії туфельки полягають у її зовнішній схожості з підошвою взуття. Внутрішня організація цього найпростішого, на перший погляд, організму завжди становила величезний інтерес для науки. Одна-єдина клітина покрита щільною мембраною, усередині якої міститься цитоплазма. У цій драглистій рідині розміщені два ядра, велике і мале. Велике відповідає за харчування клітини та виділення, мале – за розмноження.

  Отвір, що виконує роль рота, розташований з широкого боку клітини. Воно веде в горлянку, на кінці якої утворюються травні вакуолі.

  Будова тіла інфузорії туфельки відрізняється також дуже цікавою особливістю - наявністю трихоцистів. Це особливі органи, а точніше – органели, що служать клітині для живлення та захисту. Помітивши їжу, інфузорія викидає трихоцисти та утримує ними видобуток. Їхня ж вона висуває, коли хоче захистити себе від хижаків.

  

  Живлення інфузорії туфельки

  Одноклітинні організми харчуються бактеріями, які живуть у великій кількості в забрудненій каламутній воді. Не виняток і інфузорія туфелька, будова рота якої дозволяє захоплювати бактерії, що пропливають повз, і швидко відправляти їх в травну вакуоль. Рот інфузорії оточений віями, які в цьому місці довші, ніж на інших ділянках тіла. Вони утворюють навколоротову вирву, що дозволяє захоплювати якнайбільше їжі. Вакуолі утворюються в цитоплазмі в міру потреби. Одночасно їжа може перетравлюватися відразу у кількох вакуолях. Час травлення становить близько однієї години.

  Інфузорія харчується майже безперервно, якщо температура води вища за 15 градусів. Живлення припиняється перед початком розмноження.

  Дихання та виділення інфузорії туфельки

  Що стосується дихання, то тут інфузорія туфелька будова має схоже з іншими найпростішими. Дихання здійснюються усією поверхнею тіла організму. Дві скорочувальні вакуолі забезпечують цей процес. Відпрацьований газ проходить спеціальними канальцями і викидається через одну із скорочувальних вакуолей. Виділення зайвої рідини, що є результатом життєдіяльності, відбувається кожні 20-25 секунд за допомогою скорочення. За несприятливих умов інфузорія перестає харчуватися, і скорочувальні рухи вакуолей значно сповільнюються.

  

  Розмноження інфузорії туфельки

  Інфузорія туфелька розмножується поділом. Приблизно один раз на добу ядра, велике та мале розходяться в різні боки, розтягуються та поділяються надвоє. У кожній новій особини залишаються по одному ядру та по одній скорочувальній вакуолі. Друга утворюється за кілька годин. Кожна інфузорія туфелька будова має ідентичну батьківському.

  У інфузорій, що пройшли багаторазовий поділ, спостерігається таке явище, як статеве розмноження. Дві особини з'єднуються один з одним. Усередині великої клітини, що вийшла, відбувається розподіл ядер і обмін хромосомами. Після завершення такого складного процесу хімічного інфузорії роз'єднуються. Кількість особин від цього не збільшується, але вони стають більш життєздатними в зовнішніх умовах, що змінюються.

  Будова та життєдіяльність інфузорії туфельки мало залежить від зовнішніх факторів. Всі туфельки виглядають однаково, мають ту саму форму і розмір незалежно від умов. Життєдіяльність теж протікає за одним сценарієм. Має значення лише температурний та світловий фактори. Інфузорії дуже чутливі до змін освітленості. Можна провести невеликий експеримент: затемнити посудину, в якій живуть інфузорії, залишивши маленьке світле віконце. До цього отвору вже за кілька годин стягнуться всі особини. Також інфузорії сприймають зміну температури. При зниженні її до 15 о C туфельки перестають харчуватися та розмножуватися, впадаючи у своєрідний анабіоз.

  Інфузорія-туфелька відноситься до типу інфузорії, який належить найпростішим (одноклітинним еукаріотам). Часто інфузоріями-туфельками називають кілька схожих видів. Характерними рисами всіх інфузорій є наявність вій (які є органами пересування) і складніша будова їх клітини-організму проти іншими найпростішими (наприклад, амебами і евгленами).

  Інфузорія-туфелька мешкає в прісноводних, зазвичай забруднених водоймах. Розміри клітини від 02 до 06 мм. Форма тіла схожа на підошву туфельки. При цьому передній кінець, яким інфузорія пливе вперед - це «п'ята черевичка»; а "шкарпетка" - це задній кінець.

  Тіло інфузорії-туфельки оточене віями. На малюнках і схемах вії зображені лише навколо клітки. Насправді вони проходять своєрідними тяжами по всьому тілу (тобто зверху і знизу, чого ми не бачимо на плоскому малюнку).

  Рухається клітина завдяки хвилеподібним скороченням вій (кожна наступна в ряді згинається трохи пізніше за попередню). При цьому кожна вій різко рухається в один бік, після чого повільно повертається на місце. Швидкість пересування інфузорії становить близько 2 мм на секунду.

  Вії кріпляться до базальним тільцям. При цьому половина з них вій не має. Базальні тільця, що мають вії і не мають їх, чергуються.

  Зовнішня частина цитоплазми (під клітинною мембраною) має структури, що дозволяють інфузорії-туфельці зберігати свою форму. Цю частину цитоплазми називають цитоскелетом.

  У мембрані є трихоцисти, що є паличками, які викидаються і «жалять» хижаків, що нападають на інфузорії-туфельки.

  У клітини інфузорії-туфельки є досить глибока западина (ніби мембрана увігнута всередину клітини). Цю освіту називають клітинним ротом, що переходить у клітинну горлянку. Вони оточені довшими і товстішими віями, які заганяють у них їжу. Найчастіше їжею служать бактерії, одноклітинні водорості. Інфузорії їх знаходять за речовинами, що ними виділяються.

  Від клітинної глотки відокремлюються травні вакуолі. Кожна така вакуоля після свого утворення проходить спочатку у задню частину клітини, потім рухається у передню, після чого знову у задню. Це рух забезпечується постійним рухом цитоплазми. До травної вакуолі підходять лізосоми та різні ферменти, поживні речовини у вакуолях розщеплюються та потрапляють у цитоплазму. Коли травна вакуоля обійде коло і повернеться в задню частину клітини, то її вміст буде викинуто за межі через порошицю.

  У інфузорії-туфельки дві скорочувальні вакуолі. Одна знаходиться у передній частині клітини, інша – у задній. Ці вакуолі складніші, ніж у евгени. Вона складається з центрального резервуара і канальців, що відходять від нього. Надлишки води та шкідливі речовини спочатку виявляються в канальцях, після чого йдуть у резервуари. Заповнені резервуари відокремлюються від канальців та через поверхню клітини, скорочуючись, викидають розчин. Вакуолі скорочуються почергово.

  Дихає інфузорія-туфелька киснем, розчиненим у воді. Однак при дефіциті кисню може переходити на безкисневий спосіб дихання.

  Інфузорії-туфельки розмножуються розподілом клітини надвоє. На відміну від евгени зеленої батьківська клітина ділиться не вздовж, а впоперек (тобто одна дочірня клітина отримує задню частину клітини-батька, а інша - передню, після чого вони добудовують частини, що бракують).

  Крім безстатевого способу розмноження, інфузорії мають статевий процес. У ньому немає збільшення кількості особин, але відбувається обмін генетичної інформації.

  У інфузорії-туфельки два ядра - велике (макронуклеус) і мале (мікронуклеус). Макронуклеус поліплодний (у ньому кілька наборів хромосом). Мікронуклеус диплоден. Макронуклеус відповідає за контроль життєдіяльності клітини. На ДНК, що міститься в ньому, відбувається синтез РНК, яка відповідає за синтез білків. Мікронуклеус відповідає за статевий процес.

  При статевому процесі дві інфузорії-туфельки підходять одна до одної з боку клітинних ротів. Між клітинами утворюється цитоплазматичний місток. У цей час у кожній клітині макронуклеус розчиняється, а мікронуклеус поділяється на мейоз. В результаті виходять чотири гаплоїдні ядра. Три з них розчиняються, а ділиться мітозом. В результаті виходять два гаплоїдні ядра. Одне з низ залишається у своїй клітині, інше по цитоплазматическому містку йде у іншу інфузорії. З другої інфузорії переміщається одне з її гаплоїдних ядер. Далі в кожній клітці зливаються два ядра (одно своє та одне чуже). Вже утворене диплоїдне ядро ​​(мікронуклеус) потім ділиться, утворюючи макронуклеус.