Біологія. Довідник школяра та абітурієнта
Підцарство Одноклітинні (Protozoa)
Загальна характеристика. Особливості будови та процесів їх життєдіяльності (живлення, дихання, виділення, осторегуляція, рух, подразливість, розмноження, інцистування)
Найпростіші у 1673 р. відкрив голландець Антоні ван Левенгук (1632-1723). У світовій фауні налічують близько 30 000 видів найпростіших, в Україні — близько 1 500 видів. Основною визначальною та найбільш характерною особливістю найпростіших є одноклітинність (тіло їх за будовою відповідає одній клітині). Всі інші тварини, яких відносять до багатоклітинних, побудовані з великої кількості клітин, до того ж тіла багатоклітинних різні за будовою і функціями. Клітини у тілі багатоклітинного являють собою частини організму і їх функції підпорядковані функціям багатоклітинного організму як цілого. На противагу цьому клітина найпростішого — це самостійний організм, якому властиві всі життєві функції: обмін речовин, подразливість, рух, розмноження, тобто найпростіші можна охарактеризувати як організми на клітинному рівні організації. Найпростіші на нашій планеті поширені всюди. Найбільша кількість їх видів живе в солоних і прісних водоймах. Вони входять до складу різних біоценозів, у тому числі до складу планктону й бентосу, та відіграють важливу роль у кругообіг у речовин у біосфері. Багато видів живе у ґрунті, де вони істотно впливають на родючість. Доволі багато видів перейшли від вільного способу життя до існування в інших організмах і стали паразитами. Багато з них — збудники важких хвороб людини та тварини. Є види найпростіших, які уражують рослини, у тому числі й культурні. У багатьох найпростіших, які живуть у світовому океані, є мінеральними скелети із карбонату кальцій (СаСО3) або оксиду кремнію (SiO2). Ці скелети після відмирання найпростіших опускаються на дно, утворюючи могутні донні відклади. Під час горотвірних процесів земної кори донні відклади стають суходолом й утворюють осадові гірські породи (крейда, вапняк тощо). Значна частина осадових гірських порід океанічного походження складається із залишків скелетів найпростіших (форамініфери, радіолярії та ін.). Найпростіші протягом всієї історії Землі відігравали істотну роль у формуванні земної кори.
Розміри тіла більшості найпростіших мікроскопічні. Найбільш дрібні з них (паразитичні найпростіші з роду Leishmania, родини піроплазмід в еритроцитах крові ссавців), не перевищують у діаметрі 2—4 мкм. Найбільш звичайні розміри найпростіших 50-150 мкм, але є «гіганти» — інфузорії з родів Bersaria, Spirostomum досягають 1,5 мм завдовжки, грегарина Porospora gigantea (паразит кишечника жуків) — близько 1 см. У деяких форамініфер раковина досягає 5-6 см у діаметрі.
До складу клітини найпростіших входить цитоплазма з одного або двох шарів (густіший і тонший зовнішній — ектоплазма та рідший внутрішній — ендоплазма). Цитоплазма оточена тоненькою мембраною, що регулює надходження різних речовин у клітину. У багатьох найпростіших вона потовщується за рахунок додаткових структур, утворюючи щільну плівку — пелікулу або справжню оболонку — кутикулу. У деяких представників є зовнішній або внутрішній скелет.
У цитоплазмі локалізуються загальноклітинні органели: мітохондрії, ендоплазматична сітка, рибосоми, апарат Гольджі та ін. Крім того, у найпростіших є органели руху (псевдоніжки, джгутики, війки), травлення (травні вакуолі; в інфузорій — клітинний рот, клітинна глотка, клітинний анальний отвір), виділення та осморегуляції (пульсуючі вакуолі) тощо. Клітина найпростіших універсальна — вона виконує всі функції властиві живому організму.
Амеби пересуваються за допомогою тимчасових випинів цитоплазми — псевдоніжок (псевдоподій) зі швидкістю 1 см/год. Евглена зелена за допомогою джгутика рухається зі швидкістю 14 мм/хв, а інфузорія-туфелька, органелами руху якої є війки, — 15 см/хв.
Для найпростіших характерна подразливість, тобто здатність сприймати впливи навколишнього середовища і певним чином відповідати на них. Здебільшого подразнення сприймаються всім організмом. У джгутикових на передньому кінці тіла міститься «очко» — стигма, яка реагує на світло. У деяких інфузорій виявлені органели рівноваги — статоциста, які мають вигляд міхурців із кристаликами всередині.
На подразнення найпростіші відповідають рухливими реакціями — таксисами, які бувають позитивними (рух до подразника) та негативними (рух від подразника). Залежно від характеру подразника розрізняють: рухи на хімічні подразнення — хемотаксиси, світлові — фототаксиси, температурні — термотаксиси, електричні — гальванотаксиси та ін. Наприклад, якщо в краплинку води, де містяться інфузорії туфельки, внести кристалик солі, то вони рухаються від нього (негативний хемотаксис). Розсіяне світло приваблює евглену зелену (позитивний фототаксис).
Способи живлення найпростіших різноманітні. Частина одноклітинних еукаріотичних організмів — гетеротрофи, частина — аутотрофи. Гетеротрофний тип обміну речовин, при якому організм використовують в якості джерела енергії готові органічні речовини, властивий тваринам і грибам, аутотрофний — зеленим рослинам. Серед джгутиконосців є такі види (деякі види евглен), які в одних умовах існування (яскраве освітлення, відсутність органічних речовин у середовищі) поводять себе як рослини — вони стають зеленими й поглинають енергію випромінювання сонця. За інших умов середовища (темнота, наявність органічних речовин) хлорофіл зникає й організм переходить на гетеротрофний обмін. Живляться одноклітинні іншими одноклітинними, водоростями, бактеріями, органічними рештками рослин і тварин. Трапляються паразити людини, тварин, рослин. Паразитичні форми можуть всмоктувати органічні речовини поверхнею тіла. Травлення в одноклітинних відбуваєтья за допомогою травних вакуолей. Неперетравлені рештки виводяться у будь-якому місці, до якого підходить травна вакуоля, або через спеціальні отвори (порошиця в інфузорії-туфельки).
Оксиген, необхідний для дихання, надходить через поверхню тіла.
Виділення продуктів дисиміляції відбувається найчастіше через скоротливі, або пульсуючі вакуолі. За їх допомоги підтримується також постійний осмотичний тиск усередині клітин. Така осморегуляція особливо необхідна прісноводним найпростішим, у цитоплазмі яких міститься більше солей, ніж у навколишньому середовищі. За цих умов через покриви всередину клітини безперервно надходить вода, надлишки якої видаляють пульсуючі вакуолі. У морських та паразитичних форм пульсуючих вакуолей здебільшого немає, оскільки концентрація солей у навколишньому середовищі не менша, ніж усередині організму. Здатність найпростіших до осморегуляції забезпечує їх пристосування до життя у водоймах із різноманітним умістом солей.
За несприятливих умов навколишнього середовища (у паразитичних — перед виходом із організму хазяїна) у найпростіших спостерігається інцистування: клітина вкривається щільною захисною оболонкою і організм переходить у стан спокою. Цисти здатні витримувати відсутність води, хімічні впливи, високі температури (до +50...+60 °С), охолодження (до -273 °С). За сприятливих умов оболонка цисти руйнується, і організм, який від неї звільнився, розпочинає активну життєдіяльність.
У найпростіших існує безстатевий і статевий способи розмноження. Безстатеве розмноження має три основні форми: поділ, брунькування, множинний поділ — шизогонія. Найпоширенішим є розмноження поділом материнського організму на два дочірні. Брунькування трапляється значно рідше (напр., у сисних інфузорій) — після поділу ядра на материнській особині створюється невеликий виріст цитоплазми (брунька), куди заходить одне з новоутворених ядер. Брунька відокремлюється і розпочинає самостійне життя. Під час шизогонії материнська особина ділиться на велику кількість дочірніх форм. Так в основному розмножуються паразитичні найпростіші, що є пристосуванням до паразитичного способу життя.
Статеве розмноження відбувається здебільшого у формі копуляції, у результаті чого утворюється зигота. Копуляцію спостерігають у споровиків, деяких джгутикових, корененіжок. Для інфузорій характерна кон’югація — статевий процес, за якого відбувається тимчасове сполучення двох організмів, що обмінюються частинами малих ядер (перед цим ядра кілька разів діляться). Внаслідок кон’югації формується новий ядерний апарат, після чого інфузорії знову розмножуються нестатевим способом.
На Міжнародному конгресі протозоологів у 1977 р. було прийнято рішення про систему класифікації найпростіших, у якій виділено сім типів підцарства Одноклітинні: Саркоджгутикові, Лабіринтули, Апікомплексні, Мікроспоридії, Асцетоспорові, Макроспоридії, Війчасті.
В основу поділу підцарства на типи покладені основні ознаки будови їхніх органел руху, будова ядерного апарату, форми розмноження та характер життєвих циклів.
