Біологія. Комплексна підготовка до ЗНО і ДПА

Різноманітність тварин

Одноклітинні тварини: загальна характеристика. Особливості будови та процесів їхньої життєдіяльності

Найпростіші відкрив у 1673 р. голландський дослідник Антоні ван Левенгук (1632-1723). Сьогодні налічують приблизно 40 000 видів найпростіших, в Україні — майже 1500 видів. Здебільшого це одноклітинні організми (є й колоніальні форми). Клітина найпростіших — це цілісний організм, бо виконує всі функції, властиві живому організмові. Розміри найпростіших коливаються від 2-5 мкм до 50-200 мкм. Проте деякі інфузорії мають розміри 1,5-3 мм, а форамініфери — до 10 см. Клітина найпростіших складається з таких основних структурних компонентів: цитоплазми, одного або кількох ядер, органоїдів (органел). У цитоплазмі розрізняють два шари: густіший і тонший — зовнішній (ектоплазма) — та рідший — внутрішній (ендоплазма). До складу цитоплазми входять органічні сполуки (білки, жири, вуглеводи, ліпіди), ферменти, вода й неорганічні речовини.

Цитоплазма оточена тонкою 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 цитоплазмі локалізуються органоїди: мітохондрії, ендоплазматична сітка, рибосоми, апарат Гольджі тощо. Крім того, у найпростіших є органоїди руху (псевдоніжки, джгутики, війки), травлення (травні вакуолі; в інфузорій — клітинний рот, клітинна глотка, клітинний анальний отвір), виділення та осморегуляції (пульсуючі вакуолі) тощо. У цитоплазмі також містяться різні включення: хлорофілові зерна, запасні речовини, їжа тощо.

У найпростіших буває одне або кілька ядер; ядро вкрите ядерною оболонкою і наповнене ядерним соком. З ядерним апаратом пов’язані обмін речовин та процеси розмноження найпростіших. Експериментально доведено, що цитоплазма і ядро не можуть існувати одне без одного. Ділиться ядро способом мітозу.

Переважна більшість найпростіших здатна рухатись. Так, амеби переміщаються за допомогою тимчасових випинів цитоплазми — псевдоніжок (псевдоподій) зі швидкістю 1 см/год. Значно швидше рухаються види, які мають джгутики та війки. Завдяки електронно-мікроскопічним дослідженням було доведено, що будова війок і джгутиків дуже подібна. Вони складаються з тонесеньких волоконець — фібрил (двох центральних та дев’яти периферійних), оточених спільним цитоплазматичним футляром. Зовні ці утворення вкриті тонкою мембраною. Джгутики довші, ніж війки, їх буває від одного до кількох сотень, війок — до 15 тис. Евглена зелена за допомогою джгутика рухається зі швидкістю 14 мм/хв, а інфузорія-туфелька, органоїдами 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. Проте в деяких інфузорій цю функцію виконують волоконця — нейрофібрили (від грецьк. neuron — нерв і лат. fibrilla — волоконце). У джгутикових на передньому кінці тіла є «вічко» — стигма (грецьк. stigma — пляма), яке реагує на світло. У деяких інфузорій виявлені органоїди рівноваги — статоцисти (грецьк. statos — стоячий), які мають вигляд міхурців із кристаликами всередині.

На подразнення найпростіші відповідають руховими реакціями — таксисами, які бувають позитивними (рух у напрямку подразника) та негативним (рух від подразника). Залежно від характеру подразника розрізняють: реакції на хімічні подразнення — хемотаксиси, світлові — фототаксиси, температурні — термотаксиси, електричні — гальванотаксиси тощо. Наприклад, якщо в краплинку води, де є інфузорії, внести кристалик солі, то вони рухатимуться від нього (негативний хемотаксис). Розсіяне світло приваблює евглену зелену (позитивний фототаксис).

Способи живлення найпростіших різноманітні. Джгутикові, що мають хлорофілові зерна, здатні на світлі синтезувати органічні речовини з неорганічних {автотрофний спосіб живлення). У темряві вони втрачають хлорофіл і живляться органічними речовинами, що є у воді {сапрофітний спосіб живлення). Проте більшість найпростіших — гетеротрофи. Перетравлювання їжі відбувається в травних вакуолях, звідки поживні речовини надходять в усі частини клітини, де відбувається їх асиміляція. Самі ж вакуолі після закінчення травлення зникають. Серед гетеротрофів є фітофаги, хижаки та паразити. Кисень, необхідний для дихання, надходить через поверхню тіла. Виділення продуктів дисиміляції відбувається найчастіше через скоротливі, або пульсуючі, вакуолі.

За їх допомогою підтримується також постійний осмотичний тиск всередині клітини. Така осморегуляція необхідна прісноводним найпростішим, у цитоплазмі яких міститься солей більше, ніж у навколишньому середовищі. За цих умов через оболонку 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 з різноманітним вмістом солей. За несприятливих умов навколишнього середовища (у паразитичних — після виходу з організму хазяїна), у найпростіших відбувається інцистування: клітина вкривається щільною захисною оболонкою і переходить у стан спокою. Цисти здатні витримувати відсутність води, хімічні впливи, високі температури (до +60 °С), охолодження (до -273 °С). За сприятливих умов оболонка цисти руйнується, й організм, звільнившись від неї, розпочинає активну життєдіяльність.

У найпростіших спостерігають безстатевий і статевий способи розмноження. Безстатеве розмноження має три основні форми: поділ, брунькування та множинний поділ — шизогонія (грецьк. schizo — розділяю і goneia — породження).

Найпоширенішим є розмноження поділом материнського організму на два дочірніх. Під час цього процесу спочатку ділиться ядро шляхом мітозу, потім перешнуровується цитоплазма.

Брунькування спостерігають значно рідше, наприклад у сисних інфузорій. У цьому випадку після поділу ядра на материнській особині утворюється невеличкий виріст цитоплазми — брунька, куди заходить одне з новоутворених ядер. Брунька відокремлюється і розпочинає самостійне життя.

Під час шизогонії материнська особина ділиться на багато дочірних форм. Так переважно розмножуються паразитичні найпростіші, що є пристосуванням до паразитичного способу життя.

Статеве розмноження здебільшого відбувається у формі копуляції (лат. copulatio — поєднання) — злиття двох клітин (гамет), у результаті чого утворюється зигота (грецьк. zygotos — з’єднаний докупи). Копуляція притаманна споровикам, деяким джгутиковим, корененіжкам.

Для інфузорій характерна кон’югація (лат. conjugatio — з’єднання) — статевий процес, під час якого відбувається тимчасове сполучення двох організмів, що обмінюються частинами малих ядер (перед цим ядра кілька разів діляться). Унаслідок кон’югації формується новий ядерний апарат, після чого інфузорії знову розмножуються нестатевим способом. Експериментальні дослідження засвідчують, що несприятливі умови прискорюють настання кон’югації в інфузорій, отже, цей процес підвищує їх життєстійкість. У багатьох найпростіших одна форма розмноження чергується з іншою, у результаті чого спостерігають складний цикл розвитку, окремі етапи якого можуть відбуватися в різних середовищах. Особливою складністю відрізняються цикли розвитку паразитичних найпростіших, що є пристосуванням до паразитичного способу життя. У сучасній систематиці найпростіших виділяють: саркомостигофори (Sarcomastigophora), лабіринтули (Labyrinthomorpha), апікомплекси (Apicomplexa), мікроспоридії (Microspora), асцетоспорові (Ascetospora), інфузорії, або війчасті (Ciliophora).