Биология. Систематическая группа простейших

Различные систематические группы простейших (фото некоторых организмов представлены в этой статье) объединяют одноклеточных животных, относящихся к группе эукариотов. От всех остальных эукариотов они отличаются тем, что обычно состоят всего лишь из одной клетки, хотя их может быть и несколько. Следовательно, клеточный уровень организации является у них высшим. К систематическим группам простейших не относятся организмы, не удовлетворяющие данному требованию. Практически все представители имеют микроскопические размеры.

Морфофизиологические особенности

По уровню своей морфофизиологической дифференцировки они различны. Например, относительно просто устроены амебы (у них нет дифференцированных органоидов сокращения, движения, захвата пищи и др.). А если говорить об инфузориях, то их организация достаточно сложна. У этих простейших есть поверхностные пелликулярные структуры, сократительные и опорные фибриллы, а также органоиды движения, защиты, захвата пищи и т. д.). Все систематические группы простейших животных характеризуются наличием своеобразной клеточной ультраструктуры, а также органоидов общего назначения: лизосом, рибосом, аппарата Гольджи, эндоплазматической сети, митохондрий. Ядро их окружено двухмембранной оболочкой, в которой имеются поры. Оно содержит нуклеоли, кариоплазму и хромосомы (обычно в интерфазном ядре они деспирализованы).

Число видов

На сегодняшний день исследованы основные систематические группы простейших. Известно около 25-30 тысяч их видов. И это лишь те, что были открыты учеными. Число же существующих в природе простейших должно быть больше в несколько раз, поскольку они недостаточно исследованы из-за технических трудностей и своих микроскопических размеров. Сотни новых видов простейших описываются ежегодно. Всех их делят на пять классов: книдоспоридии, инфузории, споровики, жгутиковые и саркодовые. Сравнительная характеристика систематических групп простейших позволяет выделить их характерные особенности. О многих из них мы расскажем в этой статье.

Роль в природе

Простейшие очень распространены в природе. Они занимают весомое место в цепях питания, а также в биосфере в целом. Многие из них (инфузории, радиолярии, жгутиковые) являются составной частью морского планктона. Быстро размножаясь, нередко они достигают большого количества. Эти микроорганизмы - важная составляющая часть рациона морского зоопланктона, в особенности веслоногих ракообразных. Нередко простейшие (инфузории, фораминиферы) включаются в состав морского бентоса, который встречается от литорали до очень больших глубин. Ряд микроорганизмов является частью пресноводного бентоса и планктона. Видовой состав простейших, живущих в пресных водах, - показатель сапробности, то есть загрязненности водоемов органическими веществами. Пищей многих мальков рыб, в том числе и промысловых, являются некоторые простейшие, особенно часто инфузории.

Паразитические виды

Эта систематическая группа простейших довольна многочисленна. Целиком из паразитов состоят два класса - книдоспоридии и споровики. Особое значение среди этих простейших имеют паразиты человека, промысловых и домашних млекопитающих, рыб и птиц. К вызываемым ими заболеваниям человека относятся лямблиозы, лейшманиозы, амебиаз, малярия. Самыми тяжелыми для рогатого скота являются болезни, которые вызывают кровепаразиты - трипаносомозы, тейлериозы, пироплазмидозы.

Эта систематическая группа простейших наносит большой ущерб также птицеводству (кокцидиозы). От протозойных заболеваний в рыбоводстве страдает в основном молодь промысловых рыб. В частности, ихтиофтириус, паразитическая инфузория (на фото выше), может вызывать гибель мальков. В значительной части класс книдоспоридии состоит из паразитов рыб и полезных насекомых - тутового шелкопряда и пчел. Сегодня разрабатываются пути использования подобных простейших, а именно микроспоридий, для ведения борьбы с насекомыми-вредителями. Обнадеживающие результаты были уже получены в данном направлении.

Морские простейшие

Эта систематическая группа простейших сыграла важную роль в образовании осадочных пород. Это касается в особенности радиолярий и фораминиферов. Многие меловые отложения, известняки и другие осадочные породы, образовавшиеся в разные геологические периоды на дне морских водоемов, частично или полностью сформированы скелетами (кремневыми или известковыми) ископаемых простейших. Микропалеонтологический анализ в связи с этим осуществляется при геологоразведочных работах, в особенности в разведке на нефть.

Использование в лабораторной практике

В лабораторной практике широко применяются различные виды простейших (инфузории, амебы) при исследовании биофизических, генетических и цитологических проблем. Техника лабораторных культур хорошо разработана. Протистология - это наука, которая занимается изучением простейших.

Микроанатомия

То, какое строение имеет клетка простейших, зависит в первую очередь от образа жизни того или иного вида, а также от его физиологических адаптаций. Заметим, что всегда имеется одно или несколько ядер, окруженных двойной мембраной. Такой вывод позволила сделать ученым сравнительная характеристика систематических групп простейших. В ядрах находятся хромосомы. Их обязательное наличие у всех видов также позволила выявить сравнительная характеристика систематических групп простейших. Фото инфузории представлено ниже.

Ядра у инфузорий обычно относятся к двум типам: один или несколько мелких микронуклеусов и один крупный макронуклеус. Клетки у некоторых простейших многоядерные. Основные систематические группы простейших характеризуются наличием вакуолей. Это пространства, отделенные мембраной от остальной цитоплазмы. Они отличаются по функциям и по размерам. Вакуоли служат для переваривания поступающей пищи, а также для накопления и удаления твердых и жидких продуктов обмена. Кроме того, они могут использоваться для поселения водорослей, которые обеспечивают хозяев, то есть простейших организмов, фотосинтезированной органикой. В вакуолях или цитоплазме некоторых видов содержатся пигментные гранулы. Кроме того, в их составе выделяются пластиды - внутриклеточные специализированные структуры, которые содержат пигменты, связанные с осуществлением фотосинтеза. Их число и форма зависят от вида, то есть относятся к классификационным признакам. Под наружной мембраной некоторых простейших расположены экструсомы, "стреляющие" органеллы. Это, например, мукоцисты, выделяющие слизь, а также трихоцисты, выбрасывающие тонкие нити. Возможно, они служат для защиты. У простейших имеются также жгутики. В зависимости от вида их может быть от одного до многих. Это локомоторные нитевидные органеллы, имеющие сложную систему продольных внутренних микротрубочек. По принципу работы и своему строению они значительно отличаются от жгутиков бактерий. В особенности они характерны для жгутиковых. Скажем о них пару слов отдельно.

Жгутиковые используют жгутики для создания токов воды и/или локомоции, благодаря чему они получают пищу. Эта систематическая группа простейших включает множество как паразитов, так и свободноживущих форм и симбионтов животных. Есть одноклеточные полиэнергидные и моноэнергидные формы, а также многоклеточные и колониальные. Для жгутиконосцев в целом характерна тенденция к осмотрофному питанию и мелким размерам клеток. Хотя встречаются среди них и фаготрофные, весьма крупные формы.

Реснички напоминают жгутики, однако они короче и всегда образуют целые комплексы на клетке, координированно работающие. Характер распределения ресничек по поверхности - важный классификационный признак, применимый к систематическим группам простейших.

Не относятся к ним ракообразные, однако некоторые представители простейших покрыты минерализованными или органическими чешуйками, раковинками или панцирями, различными по составу и строению. Кроме того, у них может быть жесткий внутриклеточный скелет, который обыкновенно является сложной решетчатой структурой.

Питание

Что касается физиологии, представители этой систематической группы являются либо автотрофами (то есть они фотосинтезируют органику), либо гетеротрофами (поглощают ее из среды), либо миксотрофами (используют два вышеперечисленных способа питания). Гетеротрофы могут всасывать поверхностью клетки растворенные вещества. В этом случае их называют осмотрофами. Кроме того, они могут заглатывать твердую пищу с помощью различных механизмов, и тогда их называют фаготрофами. Пища фаготрофов может включать в себя другие организмы. В частности, они могут питаться другими простейшими. Иногда с целью захвата добычи они ее преследуют.

Выделение

Из клетки во внешнюю среду твердые продукты обмена выводятся с помощью слияния вакуолей, содержащих их, с наружной мембраной. Это происходит порой в специализированном ее участке (цитопрокте, клеточной порошице). Сократительными вакуолями активно выкачивается наружу избыток воды с метаболическими отходами, растворенными в ней.

Дыхание

Характеристика систематических групп простейших может быть дополнена особенностями дыхания. Оно может быть как бескислородным (анаэробным), так и требующим кислородной среды, то есть аэробным. Кислород для облигатных анаэробов вреден, и они гибнут в среде, богатой им. Некоторые виды в водных местообитаниях, бедных им, дышат благодаря симбиотическим бактериям. При этом интенсивность, с которой происходит этот процесс, прямо пропорциональна температуре и зависит от вида метаболизируемого субстрата, то есть расщепляемых молекул, а также таксономической группы.

Размножение

Описание систематических групп простейших завершим особенностями размножения. Они могут размножаться бесполо. В этом случае клетка делится на несколько дочерних. Однако они могут осуществлять этот процесс и половым путем, при участии двух клеток. Эти способы иногда чередуются в зависимости от того, в какой стадии находится жизненный цикл. Половые клетки (их называют гаметами) сливаются при половом размножении или же наблюдается временное соединение (конъюгация) двух обычных клеток, которое ведет к обмену наследственным материалом между ними. Если внешне сливающиеся гаметы практически одинаковы, речь идет об изогамии. В случае если одна из них по размеру заметно больше, говорят об анизогамии.

Конечно, мы лишь вкратце охарактеризовали систематические группы простейших. Биология - это наука, изучив которую, можно открыть для себя целый новый мир. Наши глаза не способны различать микроорганизмы, но наука позволяет нам их увидеть. Перед нами предстают целые миры. Примерами их являются различные систематические группы простейших. Корненожки, споровики, инфузории, жгутиковые и другие организмы весьма интересны во многих отношениях.