Біологія. 10 клас. Балан

Цей підручник можна завантажити у PDF форматі на сайті тут.

§ 37. Особливості організації одноклітинних еукаріотів

Пригадайте: які систематичні групи одноклітинних еукаріотів вам відомі? Що таке мітоз і мейоз? Яка будова над мембранних і підмембранних комплексів еукаріотичної клітини?

1866 року видатний німецький біолог Ернст Геккель на відміну від багатоклітинних тварин і рослин виділив так зване третє царство - Протести (від грец. протистос - найперший). До цього царства він відніс усіх одноклітинних організмів. Частина сучасних учених вживає цей термін як назву нетканинного рівня організації (тобто тканини, утворені спеціалізованими клітинами та продуктами їхньої секреції, відсутні) переважно одноклітинних еукаріотичних організмів - рослин, тварин і грибів.

Інколи належність одноклітинного організму до певного царства, на відміну від багатоклітинного, можливо встановити лише після ретельних досліджень. Наприклад, особливу групу паразитичних еукаріотів - мікроспоридій - довгий час вважали одноклітинними тваринами. Хазяїна (різноманітних тварин, зрідка - людину) заражають спори цього паразита (мал. 37.1). В оболонці спор виявили хітин, характерний для клітинних стінок грибів; саме до грибів частина сучасних учених нині відносить мікроспоридій.

Евглен одні вчені вважають тваринами, інші - водоростями. Серед цих водних еукаріотів відомі види, здатні до фотосинтезу, та гетеротрофні, зокрема паразитичні.

Так званих слизовиків (мал. 37.2) - паразитів рослин, цитоплазма яких оточена лише плазматичною мембраною, одні вчені відносять до тварин, інші - до грибів.

Мал. 37.1. Спора одноклітинних паразитичних еукаріотів - мікроспоридій: 1 - оболонка спори, до складу якої входить хітин; 2 - амебдідний зародок з ядром; 3 - трубка, за допомогою якої амебоїдний зародок залишає спору

Мал. 37.2. Слизовики з родів Вороніна (А) та Плазмодіофора (Б): А - паразит у клітинах водорості; Б - зріз через корінь капусти (1 - розрослі клітини кореня, заповнені цистами паразита)

• Особливості організації клітин одноклітинних еукаріотів. Ми вже згадували, що клітини еукаріотів мають ядро (зазвичай одне, однак інколи число ядер сягає сотень і тисяч), хоча деякі з них (ситоподібні трубки вищих рослин, еритроцити більшості ссавців тощо) втрачають ядро під час дозрівання. Цитоплазма клітин еукаріотів містить різноманітні органели, багато з яких оточені двома (мітохондрії, пластиди) або однією (ендоплазматична сітка, комплекс Гольджі, вакуолі тощо) мембранами. Клітини еукаріотів поділяються шляхами мітозу або мейозу.

Поверхневий апарат клітин різних груп протистів не завжди однаковий. У водоростей і грибів зовнішній шар клітини - щільна клітинна стінка, яка унеможливлює утворення несправжніх ніжок (псевдоподій). У водоростей вона складається переважно з полісахаридів (целюлози та пектину). До складу клітинної стінки грибів входить ще й нітрогеновмісний полісахарид - хітин. У частини одноклітинних тварин клітина вкрита плазматичною мембраною з глікокаліксом. Вона може утворювати несправжні ніжки (як-от в амеб). В інших видів клітина має постійну форму завдяки наявності щільного підмембранного шару цитоплазми - пелікули (інфузорії, евглени та ін.), який у деяких набуває особливої міцності, утворюючи своєрідний панцир (мал. 37.3, А).

У багатьох одноклітинних тварин, як-от форамініфер (мал. 37.3, Б), клітина розташована в захисній черепашці. Основу черепашок складають органічні речовини, які секретує клітина тварини; черепашки часто просочені мінеральними сполуками або вкриті прилиплими піщинками, голками губок чи іншим стороннім матеріалом.

Майже в усіх одноклітинних тварин під плазматичною мембраною розміщений шар скоротливих волоконець, найкраще розвинений в амебоїдних форм. Вони дають змогу клітині змінювати форму, зокрема захоплювати тверді поживні частинки та пересуватись. У інфузорій-сувійок (мал. 37.4) є особливе скоротливе стебельце, за допомогою якого клітина кріпиться до субстрату.

Ядерні апарати одноклітинних і багатоклітинних еукаріотів можуть відрізнятися між собою. Так, у інфузорій і форамініфер є ядра двох типів: вегетативні - відповідають за регуляцію біосинтезу білків у клітині та інших процесів обміну речовин, генеративні - зберігають спадкову інформацію та забезпечують її передачу дочірнім клітинам під час розмноження.

Мал. 37.3. Одноклітинні еукаріоти - мешканці водойм: А - прісноводний панцирний джгутиковий роду Цераріум; Б - черепашки морських форамініфер

Мал. 37.4. Поселення інфузорій-сувійок: 1 - клітина; 2 - стебельце

Мал. 37.5. Колонії інфузорій з родів Зоотамніум (I), Кархезіум (II) та Кампанела (III) і зеленої водорості з роду Вольвокс (IV)

У фотосинтезуючих видів одноклітинних у різних комбінаціях присутні пігменти: хлорофіли а, b та с, каротини, ксантофіли та інші. Ксанитофіли надають хлоропластам різноманітних забарвлень: червоного (червоні водорості), бурого чи коричневого (діатомові водорості) тощо.

• Колоніальні одноклітинні еукаріоти, хоча і складаються з багатьох клітин одного чи кількох типів, але кожна з них здебільшого функціонує неузгоджено з іншими (мал. 37.5). Кількість клітин колонії може з часом змінюватись або залишається постійною (наприклад, у вольвоксу). Колонії здатні утворювати деякі інфузорії, радіолярії, дріжджі. Зв’язок між окремими клітинами в межах колоній може здійснюватися за допомогою цитоплазматичних містків (вольвокс) або слизової оболонки.

Серед вегетативних клітин колонії вольвоксу можна помітити більші за розміром. Вони забезпечують нестатеве розмноження: за рахунок їхнього поділу утворюються дочірні колонії, які згодом залишають тіло материнської та виходять назовні.

Колонії інфузорій можуть мати вигляд кущиків, на верхівках гілок яких розташовані окремі особини (див. мал. 37.5). Наприклад, колонії роду Зоотамніум мають вигляд пальми з 8-9 листками, кожен з яких вміщує кілька десятків дрібних особин та 1-2 великих. Великі особини відокремлюються від колонії, певний час плавають за допомогою війок, потім осідають на субстрат і дають початок новим колоніям.

Ключові терміни та поняття. Протисти.

Коротко про головне

  • В одноклітинних еукаріотів тіло складається з єдиної клітини, яка водночас є самостійним організмом. Одноклітинні та позбавлені тканин багатоклітинні еукаріоти (рослини, гриби, тварини) отримали загальну назву «протисти».
  • Поверхневий апарат різних груп протистів має свої особливості: у водоростей і грибів зовнішній шар, розташований над мембраною, представлений твердою клітинною стінкою, яка складається переважно з полісахаридів (целюлози, пектину та хітину). В одноклітинних тварин клітина завжди вкрита плазматичною мембраною, яка може утворювати несправжні ніжки або ж має постійну форму завдяки наявності щільного підмембранного шару цитоплазми (пелікули).
  • Серед одноклітинних відомі колоніальні види, які складаються з багатьох клітин одного чи кількох типів; така диференціація пов’язана із забезпеченням розмноження або розселення.

Запитання для самоконтролю

1. Чим різняться між собою одноклітинні та багатоклітинні еукаріоти? 2. Які особливості будови оболонки клітини в різних груп протистів? 3. У яких організмів існує диференціація ядер на вегетативні та генеративні? У чому полягає біологічне значення цього явища? 4. У чому різниця між колоніальними та багатоклітинними еукаріотичними організмами?

Поміркуйте

Чому одноклітинна еукаріотична істота побудована загалом складніше, ніж будь-яка окремо взята клітина багатоклітинного організму?