Методи за размножаване на протозои

С наличието на комбинация от 2 различни нива на организация: зиготни, гаметични ядрени цикли - има голямо разнообразие от методи на възпроизвеждане : безполов : монотомия(митоза - надлъжно напречно делене); политомия(много клетки) - шизогония (без етап на растеж) от 8-ма клетка. образуват се много малки дъщерни клетки; политомия - растежът предхожда деленето. Получаваме много абсолютно еднакви клетки. като оригинал); пъпкуване (наблюдавано при многоядрените протозои, цитоплазмата се отделя около отделни ядра и пъпки от майката. Сексуални: (гаметогония - образуването на гамети) - изогамия(образуват се абсолютно еднакви по размер и функция гамети); анизогамия(образуване на неравни гамети); спрежение (полов процес без размножаване - инфузория).

Характеристики на структурата и размножаването на колониалните протозои

Сред флагелатите се наблюдава колониална форма, една колония може да се състои от няколко хиляди клетки. колониални организмисе различават от многоклетъчните по това, че всяка клетка в колонията може да изпълнява всички функции, присъщи на отделен организъм. кл. не може да съществува отделно от колонията. Колония Пандорин - част от класа. намирам. вътре в колонията и губят флагели; Ендориновата колония има кухина; Волвокс- наличието на много голям брой клетки. в колонията. Според естеството на развитие се разграничават монотомни и палинтомни колонии. Монотомиянаричаме този метод на безполово размножаване, при който след акта на отделяне дъщерните индивиди растат и възстановяват всички органели, характерни за майчината клетка. Отделно кл. колониите периодично се делят, увеличавайки броя на индивидите, които съставляват колонията. От време на време самата колония, която е достигнала пределната стойност за този вид, се разполовява. По този начин се извършва увеличаване на броя на колониите. В полинтомни колонии, към които напр. Растителните флагелати принадлежат към семейството на Volvox. Размножаването е различно. Всички кл. колониите или само някои от тях претърпяват последователни политомични деления, поради което се получават няколко млади колонии наведнъж. Цялата родителска колония се разпада на дъщерни колонии, чийто брой е равен на броя на клетките в старата колония. Volvox има само няколко клетки. майчините колонии се подлагат на палинтомично разделение. Получените дъщерни клетки. първо поставено вътре в майката. След известно време старата колония се разпада и намиращите се вътре в нея се освобождават. В такава сложна колония като Volvox, по-голямата част от клетката. не дава началото на следващото поколение, но периодично умира. Както и соматични (телесни) клетки. многоклетъчен организъм. При колониалните видове се наблюдава постепенен преход към анизогамия. Копулацията се извършва в колония между m.(микрогамети) и w. (макрогамети) полови клетки По-голямата част от клетките. остава безполов. В колонията само 25-30 женски клетки дават гамети. и 5-10 мъжки.Сред волвоксите има двудомни видове, при които на една колония се развиват само мъжки или женски гамети, и хермафрадични. В който колонията поражда и двете категории гамети. Всяка от клетките пораждайки микрогамети чрез палентомия, произвежда 256 най-малки бифлагелирани клетки .. Cl. женски пол ориентации не се делят, а растат и се превръщат в макрогамета, която може да се нарече яйцеклетка. Тя е неподвижна. М. гамети търсят добре. и се слее с тях. Оплодената макрогамета (зигота) е заобиколена от плътна мембрана. Поражда колония чрез последователни политомични деления; старата колония се разпада и соматичните клетки. умират. При всички флагелати първите 2 деления на зиготата стават чрез мейоза, т.е. диплоидни имат само зигота, а всички останали етапи от жизнения цикъл са хаплоидни. Има зиготна редукция.

При безполово размножаванеклетъчното делене става чрез митоза. Основните форми на безполово размножаване при протозоите са следните:

Клетъчно делене на двеприблизително същите части са типични за амебите, много камшичести (разделени по протежение) и ресничести (разделени напречно).

пъпкуване- голям майчин индивид изпъпва от по-малък дъщерен индивид. Ето как се размножават някои реснички.

шизогония- многократно възпроизвеждане. Клетъчното ядро ​​се разделя чрез митоза няколко пъти, след което цитоплазмата се отделя около всяко ядро ​​и цялата майчина клетка се разпада на дъщерни клетки. Този процес е характерен за фораминиферите и някои спорозои.

При полово размножаванехаплоидните гамети се произвеждат от мейоза. В бъдеще гаметите се сливат, образувайки вече диплоиден организъм. Основните видове сексуално размножаване при протозоите са както следва:

изогамия- гаметите са еднакви по вид и свойства. Този процес е характерен за фораминиферите.

Анизогамия- едната от копулиращите гамети е по-голяма и често слабо подвижна (женска или макрогамета), а другата е малка и подвижна (мъжка или микрогамета). Анизогамията е характерна за спорозоите и някои флагелати.

Конюгация- сексуален процес, при който има обмен на наследствена информация между двама партньори, но не се наблюдава увеличаване на броя на индивидите. Този процес е характерен за ресничките. По време на конюгацията макронуклеусите на срещаните реснички се разтварят, а микронуклеусите се делят няколко пъти (едно редукционно делене - мейоза). В резултат на това във всеки индивид се образуват две хаплоидни ядра. Единият от тях е стационарен, вторият е мобилен. Има обмен на мобилни ядра между партньорите. След това стационарното ядро ​​и мобилното ядро ​​на партньора се сливат. Това възстановява диплоидията. Партньорите разпръскват и допълнително възстановяват макронуклеусите.

В редица видове, редуване(строги или нестроги) полово и безполово размножаване.

Строго редуваненаблюдавани например при фораминифери, при които след всеки безполов (шизогония) се появява полов (изогамия).

Нестрого редуванеможе да се разгледа на примера на автотрофния волвокс. През лятото, с изобилие от светлина, Volvox се размножава асексуално; през есента, със силно намаляване на дневните часове, настъпва анизогамно сексуално размножаване, в резултат на което се образува зимна киста. В лабораторни условия е възможно да се поддържа Volvox култура за произволно дълго време и без полов цикъл.

Някои протозои имат способността да регенерация. Например, ресничките - стенторът се регенерира от петата част на тялото си. Други реснички са в състояние да се възстановят от 1/60 от тялото. За началото на регенерацията е необходимо да има ядро ​​(или част от ядрен апарат) във фрагмент от протозоя.

енцистиране- образуване на кисти. Процесът на енцистация е феномен на адаптиране към неблагоприятни условия на живот (липса на храна, изсушаване, замръзване) и служи като мощен инструмент за най-простите в борбата за съществуване.

Протозоите изхвърлят камшичетата и ресничките, прибират псевдоподиите, придобиват повече или по-малко заоблена форма и отделят една или две черупки върху повърхността на тялото. Кистите понякога са много устойчиви. Така например киста на дизентерийна амеба във вода остава жизнеспособна до 210 дни. Не убива кистата и хлорирането на водата. При изсушаване обаче умира след няколко минути. Цистите на други протозои са устойчиви на изсушаване. Те се пренасят от вятъра на големи разстояния. Въздухът, например, съдържа средно 2,5 цисти на 1 m 3. Етапите на покой на протозоите също се носят от течения, т.е. играят кисти роля на презаселване.

При някои едноклетъчни организми размножаването може да стане и в циста (някои амеби, камшичести). Когато са изложени на благоприятни условия, ексцистация , тоест излизане от кистата и възстановяване на загубени органели.

Някои протозои не могат да образуват кисти.

колониалност. Колониалността се среща сред различни групи протозои.

Когато майчината клетка се дели, дъщерните клетки не се отделят напълно; между тях остават цитоплазмени мостове (плазмодесми). В резултат на няколко такива деления се образува колония, всички клетки на която са свързани помежду си, което им позволява да работят съвместно.

При някои видове клетъчната диференциация се извършва в колонията, т.е. клетки с различна структура изпълняват различни функции.

Например при Volvox някои клетки осигуряват движението на колонията, докато други осигуряват възпроизводството.

Формата на колониите е плоска, сферична, дървовидна и др.

Колониите могат да бъдат подвижни или неподвижни.

Появата на колониалност в протозоите се счита от учените за първата стъпка към многоклетъчността .

Разпространение и екология.Поради малкия си размер и способността си да се размножават бързо, протозоите са широко разпространени в природата.

Най-простите обитават предимно водни тела и живеят във водния стълб, на дъното, на повърхността на водните растения, в повърхностния слой на тиня. В повърхностния слой пясък в плитките води се образува специална фауна.

Сладководни тела от един и същи хидрологичен тип в различни части на света съдържат приблизително една и съща фауна от протозои. Изключение прави езерото Байкал, чиято фауна съдържа ендемиченвидове, тоест живеещи само на дадено място. Повечето протозои обаче са космополити, тоест широко разпространено.

Фауната на морските протозои зависи от температурния режим и солеността на водата.

Протозоите могат да живеят и да се размножават както във вода с температура, близка до нулата, така и в горещи извори при +51°C.

Редица видове се срещат на сушата: в почвата, в мъха, върху кората на дърветата. За съществуването на протозои в такива условия е необходимо минимално количество капкова течна влага.

По този начин протозоите се намират, започвайки от най-високите планини и завършвайки с максималните дълбочини на океаните.

Произход protozoa и времето на появата на тази група не са окончателно установени. Това се дължи на факта, че едноклетъчните организми практически не се запазват в геоложки слоеве. Единствените изключения са протозоите с минерален скелет. Останки от черупки от фораминифери и радиоларии са открити в отлагания от ранния камбрий на възраст около 600 милиона години. Въпреки това, няма съмнение, че протозоите, като група, са се появили много по-рано.

Систематика на протозоите. Протозоите включват около 60 хиляди вида, които преди това са били комбинирани в един тип Протозои с класове саркоди, флагелати, ресничести, спорозои и книдоспоридии.С въвеждането на методите на електронната микроскопия, молекулярната генетика и други в биологията, систематиката на тази група претърпя значителни промени и в научния свят няма консенсус по този въпрос. Според някои изследователи е достатъчно изброените по-горе класове да бъдат повдигнати в ранг на типове. Според други само групата флагелати трябва да се раздели на 9 вида.

Значениепротозоите са огромни.

Свободно живеещите видове протозои служат за храна на много малки безгръбначни и заемат едно от водещите места в хранителните вериги на биоценозите.

Някои реснички, хранещи се с бактерии, имат забележим ефект върху броя на микробите във водата, като по този начин пречистват водните тела.

Страхотно и геохимична роляпротозои. Едноклетъчните, имащи варовит скелет, образуват мощни утайки в продължение на стотици милиони години, които в крайна сметка се превръщат в скали. Пример за такава скала е варовикът и креда, състоящи се от черупки на фораминифери и някои други протозои.

През последните десетилетия изкопаемите фораминифери придобиха особено значение. Изследването на видовия състав на тези протозои в скалата по време на геоложки проучвания може да покаже наличието на нефтени слоеве.

Съществува група от т.нар условно патогенни протозои, които живеят вътре или извън тялото на своя гостоприемник и обикновено не упражняват никакви вредно влияние. Въпреки това, когато имунитетът на гостоприемника е отслабен, същите тези видове могат да причинят тежко заболяване. Пример за това е токсоплазмата.

В някои случаи протозоите са просто необходими за техните собственици. Такива протозои се наричат ​​мутуалисти или симбионти. Например в червата на термити и хлебарки, които се хранят с дърво, има много камшичета, които усвояват растителни влакна, изядени от насекоми. Термитите, лишени от такива протозои, бързо умират от глад. Ресничките, които обитават търбуха на преживните животни и дебелото черво на конете, са от подобно значение.

Протозоите се размножават по различни начини, но всички те се размножават чрез делене на клетките, които изграждат тялото им. Така например ресничките, достигнали границата на растеж, се разделят на две. Възпроизвеждането започва с ядрено делене, след което протоплазмата се разделя. При други протозои деленето протича по различен начин. Първо само ядрото се дели няколко пъти и се образуват няколко ядра, а след това протоплазмата се разделя според броя на ядрата.

Протозоите се размножават много бързо. Така например обувката на ресничките при + 20 ° става доста възрастна за един ден и се разделя. Не е трудно да се изчисли, че при такава скорост на размножаване една реснички за 10 дни ще даде 1024 потомства.

Дълго време учените смятаха, че ресничките (както са били наричани преди всички най-прости) възникват чрез спонтанно поколение, но през 19 век. великият френски микробиолог Луи Пастьор доказа, че спонтанното зараждане не може да съществува. Но как се появяват протозоите в инфузия, приготвена от сухо сено, поставено в чиста вода?

Оказва се, че много от най-простите неблагоприятни условия, например, когато резервоарът пресъхне или замръзне, те придобиват сферична форма, губят реснички или флагели и отделят твърда обвивка на повърхността си - превръщат се в неподвижна киста. Протозойните цисти преживяват както изсушаване, така и внезапни промени в температурата. Те могат да се разпространят с вятъра във въздуха и да попаднат на трева, сено и др. Благодарение на способността си да образуват цисти, протозоите са приспособени да оцеляват в неблагоприятни за живота си условия.

Това осигурява и тяхното разселване.

Цистите попадат в инфузията със сено с вода или дори от въздуха. Веднъж попаднали в благоприятни условия, те се пукат и протозоите преминават към активно съществуване.

Кратко запознаване с живота на най-простите животни ни показва, че тялото на едноклетъчните организми е жив организъм - независимо се движи, диша, яде, реагира на външни стимули и се размножава.

Клетката на най-простото животно се различава значително от клетките на многоклетъчните животни. Различни клетки на многоклетъчни животни са адаптирани към определен вид дейност в тялото и не могат да съществуват независимо извън този организъм (виж чл. ""). При най-простите животни не различни клетки са адаптирани за различни видове активност, а различни части на една клетка (реснички, флагели, храносмилателни и съкратителни вакуоли и др.). Тези части от клетката на най-простите, за разлика от органите на многоклетъчните животни, се наричат ​​органели (умалително от думата "орган").

Типът Protozoa включва приблизително 25 000 вида едноклетъчни животни, живеещи във вода, почва или организми на други животни и хора. Имайки морфологично сходство в структурата на клетките с многоклетъчни организми, протозоите се различават значително от тях във функционално отношение.

Ако клетките на многоклетъчно животно изпълняват специални функции, тогава клетката на най-простите е независим организъм, способен на метаболизъм, раздразнителност, движение и възпроизводство.

Най-простите са организмите на клетъчно ниво на организация. Морфологично, протозоята е еквивалентна на клетка, но физиологично е цял независим организъм. По-голямата част от тях са с микроскопични размери (от 2 до 150 микрона). Въпреки това, някои от живите протозои достигат 1 см, а черупките на редица изкопаеми кореноподи са с диаметър до 5-6 см. Общият брой на известните видове надхвърля 25 хиляди.

Устройството на протозоите е изключително разнообразно, но всички те имат особености, характерни за организацията и функцията на клетката. Общи в структурата в структурата на протозоите са двата основни компонента на тялото - цитоплазмата и ядрото.

цитоплазма

Цитоплазмата е ограничена от външна мембрана, която регулира потока на веществата в клетката. При много протозои това става по-сложно допълнителни структуриувеличаване на дебелината и механичната якост на външния слой. Така възникват образувания като пеликули и черупки.

Цитоплазмата на протозоите обикновено се разпада на 2 слоя - външният е по-светъл и по-плътен - ектоплазмаи вътрешни, оборудвани с множество включвания, - ендоплазма.

Общите клетъчни органели са локализирани в цитоплазмата. В допълнение, различни специални органели могат да присъстват в цитоплазмата на много протозои. Особено разпространени са различни фибриларни образувания - опорни и контрактилни влакна, контрактилни вакуоли, храносмилателни вакуоли и др.

Ядро

Най-простите имат типично клетъчно ядро, едно или повече. Ядрото на протозоите има типична двуслойна ядрена мембрана. Хроматиновият материал и нуклеолите са разпределени в ядрото. Ядрата на протозоите се характеризират с изключително морфологично разнообразие по отношение на размери, брой на нуклеолите, количество ядрен сок и др.

Характеристики на жизнената дейност на протозоите

За разлика от соматичните клетки, многоклетъчните протозои се характеризират с наличието на жизнен цикъл. Състои се от поредица от последователни етапи, които се повтарят в съществуването на всеки вид с определена закономерност.

Най-често цикълът започва със стадия на зиготата, който съответства на оплодената яйцеклетка на многоклетъчните организми. Този етап е последван от единично или многократно повтарящо се безполово размножаване, осъществявано чрез клетъчно делене. След това се образуват полови клетки (гамети), чието сливане по двойки отново дава зигота.

Важна биологична особеност на много протозои е способността да енцистиране.В същото време животните закръглят, отделят или изтеглят органелите на движение, отделят плътна обвивка на повърхността си и изпадат в състояние на покой. В енцистирано състояние протозоите могат да понасят драстични промени в околната среда, като същевременно остават жизнеспособни. Когато се възстановят благоприятните условия за живот, цистите се отварят и протозоите излизат от тях под формата на активни, подвижни индивиди.

Според структурата на органелите на движение и характеристиките на възпроизвеждането протозойният тип се разделя на 6 класа. Основните 4 класа са Sarcodaceae, Flagellates, Sporozoans и Ciliates.

Протозоите се размножават безполово и полово. При безполово размножаване ядрото и след това цитоплазмата се разделят на две части. При някои разделянето става по протежение на тялото, при други - напречно. При някои първо се дели няколко пъти ядрото, а след това според броя на ядрата се дели и цитоплазмата.

Протозоите се размножават много бързо. И така, обувка при 20 ° става напълно възрастна за един ден и се разделя. Една реснички за 10 дни може да даде 1024 "потомци". Сексуалното размножаване на протозоите също се извършва по различни начини. Същността му се състои в сливането на ядрата и цитоплазмата на два различни организма - бащин и майчин. Развиващият се млад индивид получава половината от наследствените свойства от един организъм, половината от друг и има по-разнообразна наследствена променливост. Това увеличава способността на животното да се адаптира към условията на околната среда.

Много протозои имат не една, а няколко форми на възпроизвеждане, които естествено могат да се редуват една с друга. Резултатът е сложен цикъл на развитие, някои части от който могат да протичат при различни условия на околната среда.

Последователни фази на размножаване на амеба чрез делене.

Нарича се своеобразно сексуално размножаване при ресничките спрежение.Две реснички се прилепват един към друг от коремните страни и остават в това положение за известно време (обувки при стайна температура за 12 часа). В този случай макронуклеусът се разтваря в цитоплазмата, а микронуклеусът се дели многократно. Част от ядрата, образувани по време на деленето, се разрушават и всяка реснички съдържа две ядра. Едната остава на мястото си, докато другата се премества от една конюгираща ресничеста реснички към друга и се слива с нейното неподвижно ядро. В резултат на това се образува сложно ядро. Това не е нищо повече от процеса на оплождане, след което конюгантите се разминават. В бъдеще сложното ядро ​​се разделя и част от продуктите на това разделение чрез трансформации се превръща в макронуклеус, докато други образуват микронуклеус.

Процесът на конюгация не е придружен от клетъчно делене, т.е. възпроизвеждането на реснички в пълния смисъл на думата не се случва. Само ядрената им апаратура се обновява. Благодарение на това, както винаги при половото размножаване, се увеличава разнообразието от наследствени свойства на организма и се увеличава неговата жизнеспособност.

При продължително асексуално размножаване при ресничките се наблюдава намаляване на нивото на метаболизма и забавяне на скоростта на делене. След конюгацията нормалното състояние на тялото се възстановява. Това се постига благодарение на факта, че макронуклеусът се актуализира, който контролира всички основни жизнени процеси. В резултат на половото размножаване настъпва един вид "подмладяване" на тялото.