Opis, štruktúra a rozmery ciliatov
Infusoria topánka je známa už od školských hodín biológie. Je to jeden z typov ciliárnych jednobunkových organizmov, ktoré nepatria do kráľovstva zvierat, rastlín alebo húb, ale sú zaradené do medziproduktovej skupiny protistov. Tvor prebýva v sladkej vode a dostal zaujímavé meno pre svoj trvalý tvar tela, podobný odtlačku chodidla topánky..
Vedecká klasifikácia
Typ ciliatov sa vzťahuje na nadradenosť eukaryotov, tj organizmov s jadrom. Zodpovedajú typu ciliárov, triede Oligohymenophorea a rodu paramecia. Predstaviteľmi tejto hodnosti je preferencia kyslých podmienok prostredia..
Vedci v tom čase vynaložili veľké úsilie na dešifrovanie genómu niektorých druhov príbuzných paramidu. Ukázalo sa, že obsahuje 40 000 génov kódujúcich proteíny, zatiaľ čo u ľudí je len asi 28 000. K zvýšeniu počtu génov došlo v dôsledku niekoľkých duplikácií pôvodného genómu. Metóda kódovania sekvencie aminokyselinových zvyškov v ciliatoch je jedinečná v prítomnosti jedného, nie trojitého, ako v univerzálnom genetickom kóde, kodónu, ktorý dokončí syntézu polypeptidového reťazca..
Všeobecný popis
Optimálne prostredie pre organizmus - čerstvá stojatá voda, v ktorých sú biologicky rozložiteľné organické zlúčeniny. Tieto podmienky zodpovedajú najmä domácemu akváriu vo vzorke zakalenej vody, z ktorej sa často vyskytujú prvoky.
Infúziu je možné posudzovať iba pod mikroskopom, pretože jej veľkosť nepresahuje 0,1 - 0,3 mm. Takmer 7% buniek pozostáva zo sušiny, ktorej chemické zloženie predstavujú tieto zložky:
- proteín (58%);
- lipidy (31,4%);
- popol (3,6%).
Telo ciliatov je pokryté hustou vrstvou cytoplazmy, pod vonkajšou membránou ktorej sú umiestnené také prvky cytoskeletu, ako sú alveoly a mikrotubuly.. Telo sa skladá z nasledujúcich prvkov:
- jadro (makronukleus);
- nukleol (mikronukleus);
- pozdĺžna a povrchová vrstva;
- otváranie úst;
- formované a formujúce tráviace vakuoly (fagozómy);
- otvor, cez ktorý sa vyprázdňuje tráviaca vakuola (cytopig alebo prášok);
- dve kontraktívne vakuoly.
Každý organoid plní dôležité funkcie..
Jadro a jadro
Ciliati majú dve jadrá, z ktorých každé má svoju vlastnú štruktúru a funkcie. Malý má zaoblený tvar, obsahuje dedičný materiál. Maticové RNA sa zle čítajú zo svojho genómu, a preto sa dedičné informácie neprevedú na proteín alebo iný funkčný produkt a génová expresia chýba. V prípade deštrukcie jadra život v topánke pokračuje, ale sexuálny proces bude nemožný, len ak sa rozmnoží asexuálne..
Zrenie veľkého jadra v tvare fazule vedie k zložitým prestavbám v dedičnom materiáli. Všetky mRNA sa načítavajú z génov, preto od toho závisí syntéza proteínov. Sexuálny proces ničí jadro, ale na konci sa makrokonukle znovu obnoví.
Cilia a Trichocysts
Cilia v malom počte buniek od 10 do 15 tisíc. Rastú z bazálnych teliesok, ktoré tvoria komplexný cytoskeletálny systém, vrátane postkinetodálnych vlákien a vlákien. Na báze organel sa tvoria parazomálne vaky, ktoré sú výsledkom vytláčania vonkajšej membrány.
Medzi husto usporiadanou infúznou riasou je stále priestor pre 5 - 8 tisíc obranných organoidov nazývaných trichocysty. Predstavujú jednu z odrôd sekrečných vezikúl vytlačených ciliatmi počas exocytózy. Vyzerajú ako telá so špičkou, priečne pruhované každých 7 nm, sú umiestnené v membránových vakoch. Ochranná funkcia sa prejavuje okamžitým predĺžením a vypálením v prípade nebezpečenstva. Niektorým predstaviteľom ciliatov však takéto organely chýbajú a sú zároveň celkom životaschopní..
Ciliates topánky sa pohybuje pomocou cilia. Vytvárala vlnovité pohyby a plávala tupým koncom vpred. Organely robia priamy zásah v narovnanom stave. Vratné nosené v zakrivenom stave. Tento proces nemožno nazvať synchrónny., pretože tempo je stanovené prvým cilium v rade a každá ďalšia z nich opakuje akciu s malým oneskorením. To vedie k rotácii topánky okolo jej osi počas pohybu. Na sekundu prekoná vzdialenosť 2 - 2,5 mm.
Zakrivením tela môže ciliator zmeniť smer. Pri neočakávanej zrážke s prekážkou sa prudko zníži, pretože potenciálny rozdiel sa výrazne zníži v membráne a vápnikové ióny preniknú dovnútra. Potom sa topánka bude nejaký čas pohybovať dopredu a dozadu, počas ktorého vápnik opustí bunku a čoskoro bude pokračovať pôvodnou cestou.
Poskytovatelia potravín
Ústa topánky vyzerajú ako výklenok na tele a prechádza do bunkového hltanu. Okolo úst sú zložité štruktúry tvorené cilium. Infusorská topánka sa živí hlavne riasami, baktériami a inými malými jednobunkovými organizmami, ktoré zistí pomocou chemikálií, ktoré vylučujú. Chlpaté štruktúry okolo úst tlačia korisť do hrdla spolu s prúdom vody.
Ďalej sa jedlo dostane do zažívacieho vakuola vytvoreného počas fagocytózy a pôsobením cytoplazmatického toku sa pohybuje smerom k zadnému koncu bunky, vracia sa spredu a znova sa vracia späť. Vakuum sa spája s lyzozómami, čo je sprevádzané výskytom kyslého prostredia, ktoré sa postupne posúva smerom k mierne zásaditému.
Fagozóm migruje a zvyšuje rýchlosť absorpcie separáciou malých membránových vezikúl. Všetko, čo sa nedá stráviť, sa vyhodí práškom bez rozvinutej cytoplazmy. Tepelne upravené výrobky sa rozptýlia v medzibunkovom priestore a používajú sa na celý život.
Po splnení svojej funkcie sa vakuola spojí s vonkajšou membránou a zrúti sa, čím sa uvoľnia malé bubliny. Následne vstupujú do bunkového hltanu cez mikrotrubičky tvoriace cytoskelet, kde tvoria nový fagozóm.
Je zaujímavé, že hojnosť jedla ovplyvňuje životnosť topánok topánok. Stredná dĺžka života je len pár dní s nadmernou výživou a niekoľko mesiacov (niekedy až rok) pri zlej strave.
Zmluvné vakuoly
Zmluvné vakuoly sú umiestnené na prednej a zadnej časti buniek. Každá z nich pozostáva z rezervoáru, ktorý sa niekedy otvára smerom von, az výstupných radiálnych kanálov obklopených mnohými tenkými rúrkami, ktoré čerpajú tekutinu z cytoplazmy. Celý krehký systém drží cytoskelet.
Hlavnou funkciou týchto vnútorných organel je osmoregulácia. Difúzia molekúl vody do bunky vedie k prebytku tekutiny, ktorý je odstránený vakuolami. Prívodné kanály čerpajú vodu do nádrže, ktorá sa potom sťahuje a oddeľuje od trubíc a hádzaním vody von z bunky cez póry. Striedavo fungujú dve vakuoly, každá sa znižuje o 10 - 25 sekúnd v závislosti od teploty okolia. Po jednej hodine sa vypudený objem kvapaliny rovná objemu samotnej bunky.
Šľachtiteľský proces
Infusoria topánka sa šíri asexuálne, ktorá pozostáva z priečneho delenia a je sprevádzaná komplexnými regeneračnými procesmi. Pretože dva sú získané od jedného jednotlivca, každá z nových topánok dostane jednu kontraktilnú vakuolu a sú nútené doplniť chýbajúce samostatne. Bunkové ústa dostanú iba jeden ciliator a druhý v tomto okamihu musí vytvoriť otvor v ústach s potrebnými štruktúrami okolo neho. Každý zástupca tvorí základné telá a novú líniu nezávisle.
Infusória je tiež charakteristická pre sexuálny proces, nazývaný konjugácia, spočíva v prenose jadier medzi bunkami partnerov. Na tomto procese sa zúčastňujú topánky zapojené do delenia rôznych materských buniek. Sú zlepené ústnymi dutinami, čo vedie k vytvoreniu cytoplazmatického mostíka.
V tomto okamihu zničí každé jadro veľké jadrá a malé sa rozdelia, čím sa zníži počet chromozómov na polovicu. Výsledkom sú 4 jadrá, z ktorých 3 sú zničené. Zvyšok je rozdelený do dvoch geneticky identických jadier a u každého partnera sú tvorené samčie a samičie pronuclei. Samičie jadrá zostávajú každé vo svojej vlastnej bunke a samčie ciláty sa vymieňajú. Počas výmeny sa zlúčia ženské a mužské pronuclei a vytvorí sa nové jadro, ktoré sa rozdelí na ďalšie dve. Stávajú sa novými veľkými a malými jadrami.
Možnosti vzdelávania
Príbeh o topánkach sa dá v škole počuť, ale nie každý vie presne, ako vedci študovali malý organizmus. Jeho pozorovanie v skutočnosti nie je nijako komplikované, navyše, veľkosť v desatinách milimetra je pre najjednoduchšie dosť veľká. To všetko znamená, že výskum sa môže vykonávať dokonca aj doma, ale najskôr musíte pestovať kultúru ciliatov.
Pretože obuv je prítomná vo všetkých nádržiach, voda sa odoberá z týchto zdrojov. Pre čistotu experimentu musíte vziať tri sklenené nádoby a do jednej z nich umiestniť rozvetvené konáre a listy, do druhej živé rastliny a do tretej tretinu. Všetky materiály sú odoberané zo zásobníka a odtiaľ je tiež extrahovaná tekutina a naliata do plechoviek.
Keď je všetko pripravené, musíte starostlivo skontrolovať obsah nádoby a ubezpečiť sa, že na očiach nie sú viditeľné žiadne cudzie organizmy, napríklad hmyz alebo larvy. Ak sú, budú musieť byť chytení, inak sa jedli ciliati. Pripravený biotop sa umiestni na okno, prikryje sa sklom a nechá sa niekoľko dní pri izbovej teplote. V takom prípade musíte zabezpečiť, aby na nádrž nespadlo priame slnečné svetlo.
Po dvoch dňoch by sa nádoba mala pretrepať a skontrolovať, či sa v nej nenašli nejaké organizmy. Môže to byť tak obuv, ako aj iné stvorenia, ale kontroluje sa to jednoducho. Je potrebné vziať kvapku vody blízko osvetlenej steny plavidla bližšie k povrchu, na tomto mieste sa sústredí väčšina záujmových organizmov. Potom sa kvapka položí na sklo a vyšetrí sa mikroskopom alebo aspoň zväčšovačom.
Ak sú súčasne viditeľné telieska v tvare vretena, pohybujúce sa rýchlo a plynulo a otáčajúce sa okolo svojej osi, ukázalo sa, že topánky oddeľujú. Ak kvapka obsahuje kúsok zelene alebo bakteriálny film, mnoho ciliatov sa okamžite hromadí okolo jedla.
Oddelenie obuvi od iných zvierat je ľahké. Zvyčajne sa pohybujú oveľa rýchlejšie ako iné organizmy, a to by sa malo použiť. Na tento účel sa na sklo položí kvapka, v ktorej je niekoľko druhov zvierat a umiestni sa na dobre osvetlené miesto. Vedľa nej sa naleje malé množstvo čerstvej vody a špáradlo nakreslí čiaru z jednej kvapaliny do druhej, takže sa získa tenký vodný mostík spájajúci tieto dve médiá. Ciliates rýchlo prejde vzdialenosť a skončí novou kvapkou.
Stáva sa, že vo vode nevidíte nič živé. V takom prípade môžete do nádoby pridať niekoľko kvapiek vareného mlieka a počkať ďalšie dva dni. Po uplynutí tejto doby sa môžete znova pokúsiť študovať vyvinuté organizmy..
Potom sa topánky množia, tento proces sa môže urýchliť vytvorením priaznivých podmienok pre ne.. Na tento účel sú umiestnené v jednom z nasledujúcich prostredí:
- na sušenej banánovej šupke;
- na listoch šalátu;
- v mlieku;
- pri infúzii sena.
Takto rozvedené organizmy sa dajú použiť na pozorovanie na výskumné účely alebo na praktické využitie. Keďže ciliati sú prírodnými sladkovodnými kmeňmi, môžu dezinfikovať tekutiny v akváriách a tiež slúžiť ako potrava na poter.
Čili papuče sú teda úžasné organizmy, ktoré majú jedinečné vlastnosti (napríklad sexuálny proces bez reprodukcie), môžu sa študovať dokonca aj doma.
