Для размножения простейших характерны два типа процессов. Один из них - агамное или бесполое размножение - сводится к увеличению числа особей данного вида и может происходить различными способами. Особи, образованные в результате такого размножения также могут иметь разную судьбу. Они могут непосредственно вырастать в организм, подобный материнскому, проходить через метаморфоз (как бродяжки сукторий или перитрих), целиком превращаться в гамету, или гаметоцит (как спорозоиты грегарин).
Очень тихо, Фрэнки подкрадывается к своей добыче. Охота, преследование, а затем он набрасывается! Да, еще одна вкусная еда захвачена и съедена. Когда вы читаете первую строку этого урока, вы, вероятно, изображали Фрэнки, чтобы быть львом или тигром, преследуя зебру или антилопу. Или, может быть, вы воображали, что Фрэнки будет аллигатором, прыгающим и набрасывающимся на полдник.
В более широком мире вокруг вас некоторые организмы живут от употребления других организмов. В капле прудовой воды вы увидите нечто очень похожее. Есть крошечные растения-подобные организмы, которые получают энергию от солнца, а также есть некоторые организмы, которые ведут себя как Фрэнки, охотятся и едят другие организмы, чтобы получить энергию. Некоторые из этих животных-подобных организмов называются простейшими.
Кроме того, в жизненный цикл многих протист включается половой процесс. Он связан с образованием специальных стадий - гамет, которые могут формироваться разными способами. Половой процесс может вовсе не сопровождаться размножением (конъюгация, автогамия, партеногенез). Наиболее существенным моментом полового процесса является перестройка ядра и других компонентов клетки, протекающая через ряд фаз и приводящая к образованию нового поколения, отличающегося по своей жизнеспособности и наследственным свойствам от предыдущих поколений. Как уже отмечалось, не все типы полового процесса приводят к увеличению числа особей, поэтому в отношении простейших обычно говорят о наличии у них бесполого размножения с одной стороны и полового процесса с другой.
^
БЕСПОЛОЕ РАЗМНОЖЕНИЕ
Сколько стоит написать твою работу?
Простейшие представляют собой одноклеточные, микроскопические животные-подобные организмы, которые являются частью Протастии Царства. В это королевство входят одноклеточные организмы, такие как некоторые водоросли, формы слизи и простейшие. Неформально термины «простейшие» и «протисты» иногда используются взаимозаменяемо. Они также классифицируются как гетеротрофы, что означает, что они питаются другими организмами для получения энергии, например, Фрэнки в его дневной охоте.
Простейшие делятся на четыре группы в зависимости от того, как они двигаются. Большинство простейших, которые живут в организмах, включая людей, не причиняют им вреда, за некоторыми исключениями, такими как плазмодий, который отвечает за малярию. Простейшие могут размножаться половым или бессознательным. Асексуальное размножение - это процесс, в котором организм сам производит потомство, без участия другого организма его видов. Сексуальное размножение - это процесс, в котором потомство вырабатывается, когда два организма одного и того же вида обмениваются генетическим материалом, а потомство заканчивается уникальной комбинацией генетического материала от обоих родителей.
Простое деление надвое или монотомия. Этот тип размножения наиболее распространен у простейших и клеток тканей многоклеточных. В типичном случае оно представляет собой правильное равномерное разделение тела простейшего на две одинаковые дочерние особи, этому предшествует период питания и роста. Классический пример - размножение амеб. У амеб деление не имеет определенной ориентации. Тело амеб вытягивается, на экваторе намечается поперечная перетяжка, она постепенно углубляется и, наконец, клетка разделяется на две половины, которые немедленно начинают самостоятельно двигаться и питаться. Деление цитоплазмы сопровождается митотическим делением ядра. Остальные клеточные органоиды либо сами делятся, либо просто распределяются между дочерними особями, а недостающие образуются заново. Такое же неориентированное деление наблюдается у части солнечников и радиолярий.
Различные типы простейших используют разные типы размножения. Амебы и жгутиковые репродукции размножаются через бесполое размножение. Наиболее распространенной формой бесполого размножения, используемой простейшими, является бинарное деление. В бинарном делении организм дублирует свои клеточные части, а затем делит на два отдельных организма. Две другие формы бесполого размножения, используемые простейшими, называются почкование и шизогония. Шизогония - это процесс, в котором ядро клетки делит много раз, прежде чем клетка затем делит на несколько клеток, каждая из которых содержит одно из ядер.
Наличие скелета, естественно, несколько усложняет этот процесс. У раковинных амеб - тестацей (Arcella) и громиид (Euglypha) перед делением в специальных вакуолях закладываются зачатки кремнеземных пластинок раковины. Затем начинается деление, плоскость которого расположена перпендикулярно продольной оси раковины. Ядро делится и примерно половина цитоплазмы вместе с дочерним ядром и кремнеземными пластинками выходит из устья наружу и окружается новой раковиной. У радиолярий, имеющих скелет из двух створок, положение плоскости деления определяется положением створок. При делении створки расходятся вместе с половиной цитоплазмы, и достраивается недостающая створка.
Простейшие - это одноклеточные, микроскопические животные животные организмы, которые являются частью Протастии Царства и могут быть найдены почти везде на Земле, где есть вода или почва, а также в вашем собственном теле. Они являются одноклеточными, эукариотическими, гетеротрофными организмами, которые разбиваются на группы в зависимости от того, как они двигаются.
Наиболее распространенным типом бесполого размножения, используемым простейшими, является бинарное деление, когда организм дублирует свои клеточные части, а затем делит на два отдельных организма. Две другие формы бесполого размножения, используемые простейшими, - это почкование и шизогония. Парамеций - один из простейших организмов на нашей планете и широко изучал, как понять, как могут функционировать другие организмы. Будь то привычка кормления, стиль локомоции и режим размножения, этот минутный организм проявляет интригующие характеристики.
У жгутиконосцев и цилиат положение плоскости деления более постоянно и стабильно. У жгутиконосцев оно, как правило, происходит в продольном направлении, у инфузорий - в поперечном. У жгутиконосцев деление начинается с переднего конца тела и продолжается к заднему концу. При этом бывает, что отделяющиеся половины клетки отгибаются в противоположные стороны, что создает впечатление поперечного деления. У динофлагеллят плоскость деления отклонена от продольной - деление происходит в косом направлении. Также в косом направлении проходит плоскость деления у опалин.
Основные вопросы по биологии
Он встречается в любой водной среде обитания, где имеется достаточное количество продовольствия. Легкая доступность и простая сотовая организация делают его представительным простейшим для научных исследований. Прежде чем мы обсудим непосредственно о воспроизводстве парамеция, давайте попытаемся понять его классификацию и структуру.
При осмотре под микроскопом вы можете идентифицировать парамеций из ресничек, покрывающих всю длину клетки. Парамеций распространен в пресной воде, хотя некоторые виды могут процветать в морской среде. Цилии играют решающую роль в общем функционировании парамециевой клетки. В воде группы ресничек ориентируются в определенном направлении, позволяя клетке двигаться вперед или назад. Оральную бороздку выстилают сложные реснички, которые помогают при рисовании продуктов внутри клетки. В принципе, парамеций питается бактериями, дрожжами и небольшими водорослями.
У сложно организованных мастигофор деление связано с явлениями реорганизации. При этом некоторые органеллы резорбируются и формируются заново у дочерних особей. Подобные явления могут происходить с базальными зернами жгутика, аксостилем и жгутиками полимастигин.
У инфузорий процесс деления приводит к еще более сложной реорганизации, чем у жгутиковых. Так у гипотрих у передней дочерней особи старые адоральные мембранеллы постепенно уменьшаются в размерах, и, в то же время, у их основания появляются зачатки новых мембранелл, которые растут по мере резорбции старых. Точно так же заменяются брюшные цирри, так что обе дочерние особи получают полностью новый набор локомоторных органелл.
Таким образом, реснички служат локомоторной и питательной частью этого одноклеточного организма. Чувствительность парамеция к химикатам и другим инородным телам все еще находится в стадии исследования. ◘ Парамециевая клетка состоит из двух ядер - микроядерного и макроядерного.
◘ Меньшее ядро отвечает за размножение; другими словами, он служит в качестве сигнальной органеллы для бесполого размножения в парамеция. ◘ Когда условия окружающей среды благоприятны, меньшее ядро делится на два. Эти ядра перемещаются в любой конец клетки.
Особый случай реорганизации инфузорий - стоматогенез. Стоматогенез - морфогенетический процесс, который можно наблюдать при делении, регенерации инфузорий, а также при трансформации микростомных форм в макростомные. Первый этап стоматогенеза - образование новых кинетосом, составляющих зачаток околоротовой цилиатуры. Этот этап у разных групп инфузорий протекает по-разному, что служит основанием для филогенетических и систематических построений.
◘ После перемещения малых ядер на противоположные полюсы большее ядро делится на два. После этого клетка делится поперечно посередине. ◘ Результатом является два сходных потомства парамеция, каждый из которых имеет половину клеточных органелл родительской клетки.
Половой процесс у простейших
◘ Для этого процесса необходимо собрать две клетки парамеция. Когда это происходит, клетки выравниваются рядом друг с другом и остаются прикрепленными к устным канавкам друг к другу. ◘ Микроядра в каждой из слитых клеток делятся на мейоз, что приводит к образованию четырех гаплоидных ядер. Из них три прерываются, и только одна выживает в каждой клетке.
Исходной формой стоматогенеза считается телокинетальный - образование зачатков цилиатуры, при котором кинетосомы происходят от передних отрезков соматических кинет или же соседних с ними фрагментов кинет. Он характерен для представителей класса Kinetofragminophorea.
Многие гименостоматы, спиротрихи и перитрихи имеют буккокинетальный стоматогенез - новые кинетосомы возникают рядом с кинетосомами старого ротового аппарата. При этом базальные тела специализированных отделов перистома дают начало разным компонентам нового рта. Разделение двух новообразованных комплексов ресничек происходит путем серии сложных перемещений, типа сдвигов и поворотов.
◘ Выживший микроядер снова делит митотически и образует два ядра. ◘ Две клетки парамеция затем обмениваются одним гаплоидным микроядром и раздельны. ◘ Это разделение мейоза, которое приводит к обмену генетическим материалом. ◘ Новый микроядер сливается со старым, чтобы сделать диплоидный микроядер, который затем делит на восемь крошечных микроядер.
◘ Затем исходное макроядро медленно дезинтегрирует, и четыре микроядра расширяются, образуя четыре макроядра. ◘ Позже три из четырех микронуклеусов и макроядер разделяются, оставляя последнее дочернее ядро одним микронуклеусом и макроядром. ◘ Это половое размножение в парамецие известно.
Паракинетальный стоматогенез встречается у некоторых гименостомат и спиротрих. При нем старые ротовые структуры рассасываются, новые возникают за счет (или вблизи) соматических ресничных рядов на вентральной стороне организма.
Если не удается установить никакой связи между новыми кинетосомами и прежними ротовыми структурами, говорят об апокинетном стоматогенезе.
Воспроизведение - один из важнейших механизмов поддержания непрерывности конкретной группы видов на Земле. Воспроизведение происходит двумя основными способами: сексуальным и бесполым. В случае полового размножения происходит слияние мужской гаметы с самкой, образуя, таким образом, зиготу. С другой стороны, в случае бесполого размножения участвует только один родитель и не происходит слияние гамет. Когда мы особенно говорим о простейших, происходят оба типа размножения: как бесполые, так и сексуальные.
Некоторые виды имеют половое размножение, тогда как другие имеют бесполое размножение в своем образе жизни. Асексуальное размножение в простейших: в этом типе размножения не происходит слияние пронуклеусов. Это происходит, когда все условия окружающей среды благоприятны, как температура, вода и питание. Существуют различные формы бесполого размножения: почкование, деление, геммация, плазматомия и споруляция.
Непосредственно после образования базальных телец на них уже обнаруживаются различные системы микротрубочек, как, например, нематодесмы, постцилиарные и трансверсальные микротрубочки. Затем кинетосомы мигрируют к плазмалемме, где начинается рост ресничек.
На следующем этапе стоматогенеза кинетосомы выстраиваются в пределах зачатка в определенном порядке. Этот процесс происходит в определенном направлении и в строго определенной последовательности. В конце стоматогенеза развивается аппарат захват пищи - зона, от которой отшнуровываются пищевые вакуоли.
Это процесс, в котором происходит деление ядра вместе с цитоплазматическим делением, которое называется кариокинезом и цитокинезом соответственно. Двойное деление является одним из наиболее распространенных способов размножения в простейших. В разных группах простейших деление происходит по-разному, что связано с различной плоскостью симметрии. В Амебе деление нерегулярно, тогда как в Эуглене оно продольное. Аналогично, в парамеция; он поперечный. В случае бинарного деления сначала ядро клетки делятся на дочерние ядра, а затем происходит деление цитоплазмы.
Палинтомия . Палинтомией называется деление надвое, повторяющееся многократно, без промежуточной стадии питания и роста. Характерными чертами палинтомии являются: 1. Предшествующий гипертрофический рост материнской особи, что дает ей возможность делиться многократно. 2. Палинтомия очень часто наступает в периоды жизненного цикла, которым предшествует усиленное питание организма. 3. Палинтомия обычно характеризуется временной дедифференцировкой продуктов деления, так как продукты деления не успевают пройти процесс реорганизации. Поэтому палинтомия часто проходит на стадии цисты. Палинтомию подразделяют на линейную, когда дочерние клетки располагаются в виде цепочки (динофлагелляты, инфузории-апостоматы) и табличную, которая возникает в результате чередования продольных делений в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, вследствие чего продукты деления располагаются параллельно друг другу в плоскую табличку. Такая палинтомия характерна для фитомонад, некоторых динофлагеллят и эвгленид. Часто палинтомия наблюдается при образовании гаметоцитов и гамет.
Многократное деление: это деление ядра на несколько дочерних клеток. Во-первых, родительская клетка делит свое ядро на многие ядра, а затем происходит цитоплазматическое деление. Это обычно наблюдается в саркодинах. Слово, которое часто слышно в случае множественного деления, - шизигония. Это процесс бесполого множественного деления в простейших.
Плазмотомия: в этом случае только цитоплазма делит, а не ядро. Это связано с тем, что у родителя уже многоядерные и, следовательно, после деления цитоплазмы образуется многоядерная дочь. В этом процессе небольшой рост впервые наблюдается в родительском организме, который известен как бутон. Этот рост медленно отделен от родителя, имеющего отдельные ядра.
Почкование . Почкование выводят из неравномерного деления. При этом морфологически различают материнскую особь (трофонт) и дочернюю (бродяжку, телотрох, почку, томит). Различают монотомическое почкование, когда образуется одна бродяжка, и множественное почкование. Кроме того, у разных групп инфузорий имеется внутреннее почкование, наружное и некоторые переходные формы почкования. Почкование характерно для сидячих инфузорий - сукторий, перитрих, хонотрих, ринходид, встречается у солнечников. Характерной особенностью почкования является отсутствие реорганизаций у материнских особей - они, как правило, сохраняют неизменными все, в том числе локомоторные или ротовые органеллы. Среди мастигофор почкование встречается крайне редко, в частности известно простое наружное почкование у Haplozoon и некоторых хризомонад. У солнечников известно множественное наружное почкование. У некоторых миксоспоридий отмечается обособление и отделение участков тела плазмодиальных стадий.
Там может быть только одна почка или несколько почек могут быть расположены. Сексуальное размножение: когда размножение происходит путем слияния пронуклеусов, оно называется половым размножением. Таким образом, в этом случае гены обоих родителей присутствуют в дочерней клетке. Этот процесс имеет два пути: сингамия и конъюгация.
Сопряжение - это процесс, который имеет место, когда состояние среды не благоприятно. В этом виде размножения участвуют два человека, которые неактивны и имеют разные типы спаривания. Шаги, связанные с процессом конъюгации, заключаются в следующем. Большее ядро называется макросом, а меньшее - микро, поэтому сопряженные называют макроконьюгантами и микроконьюгатами. Разделение мейоза микроядра приводит к образованию 4 гаплоидных ядер в каждом конъюгате. Среди четырех, 3 вырожденных и один остается, и это оставшееся ядро подвергается делению митоза, образуя два неравных ядра, называемых макро и микроядром соответственно. Меньшие микроядра каждого сопряженного пересекают цитоплазматический мост и мигрируют в противоположный сопряженный. Как мужские, так и женские пронуклеусы каждого сопряженного теперь сливаются с образованием зиготы, и процесс называется амфимиксисом. Оба эти сопряжения отделяются и, следовательно, теперь называются экс-сопряженными. Опять же, из 4 микроядра; 3 вырожден и один остается активным, и эти активные микроядра делятся на два. Каждый сопряженный элемент также делит на двоичное деление на две парамеции, разделяя таким образом макроядер. Опять же, разделение микроячей дочерней парамеции происходит наряду с делением парамеций на формирование большей доли дочерней парамеции. Наконец, микро и макро ядра одинаково распределены между дочерним парамецием, которые составляют всего 8.
- Двоичное деление происходит с неравным делением ядер.
- Они прикрепляются друг к другу на заднем конце, образуя цитоплазматический мост.
- Макронуклеус дегенерирует.
^ Синтомия или множественное деление . При этом типе размножения животное на определенном этапе жизненного цикла (обычно после периода питания и роста) испытывает серию повторных делений ядра и становится временно многоядерным, а затем сразу распадается на соответствующее количество клеток. В зависимости от того, образуются ли в результате процесса вегетативные особи или половые клетки, размножающаяся посредством синтомии стадия называется шизонтом или гамонтом, а когда множественное деление следует непосредственно за половым процессом - споронтом. Продукты шизогонии, соответственно, называются мерозоитами, гамогонии - гаметами, а спорогонии - спорозоитами для споровиков и зооспорами для других групп. Синтомия широко распространена среди споровиков, реже встречается у мастигофор (динофлагелляты - Noctiluca) и отсутствует у инфузорий.
Плазматомия. Плазматомией называют тип бесполого размножения, при котором тело многоядерных простейших делится на две или большее число многоядерных же дочерних особей. При этом деление клетки происходит несогласованно с ядерными делениями и независимо от них. К плазматомии относят деление плазмодиев слизневиков, миксоспоридий, амеб - пеломиксин и др. Некоторые авторы ставят под сомнение выделение этого способа размножения в особый тип.
^ Размножение колоний. Еще один тип бесполого размножения. Выделяют три способа размножения колоний. Первый заключается в делении целой колонии надвое. Таким способом размножаются колониальные радиолярии и хризомонады. Второй способ сводится к отделению от колонии особей (бродяжек), которые закладывают новые колонии. Этот способ встречается у сидячих жгутиконосцев и перитрих (Zoothamnium arbuscula). Третий способ сходен со вторым, но здесь бродяжки не образуются, а особи-основательницы остаются в составе старой колонии и дают начало дочерней колонии. Он характерен для колониальных вольвоцин.
Следует отметить, что колониальность также рассматривают как результат не доведенного до конца бесполого размножения и, поскольку колониальность считается эволюционной основой многоклеточности, то последняя тоже в какой-то мере может выводится из бесполого размножения.
Бесполое - митозом ядра и делением клетки надвое (у амебы, эвглены, инфузории), а также путем шизогонии - многократного деления (у споровиков).
Половое - копуляция . Клетка простейшего становится функциональной гаметой; в результате слияния гамет образуется зигота.
Для инфузорий характерен половой процесс - конъюгация . Он заключается в том, что клетки обмениваются генетической информацией, но увеличения числа особей не происходит.
Многие простейшие способны существовать в двух формах - трофозоита (вегетативной формы, способной к активному питанию и передвижению) и цисты , которая образуется при неблагоприятных условиях. Клетка обездвиживается, обезвоживается, покрывается плотной оболочкой, обмен веществ резко замедляется. В такой форме простейшие легко переносятся на большие расстояния животными, ветром и расселяются. При попадании в благоприятные условия обитания происходит эксцистирование, клетка начинает функционировать в состоянии трофозоита. Таким образом, инцистирование не является способом размножения, но помогает клетке переживать неблагоприятные условия среды.
Для многих представителей типа Protozoa характерно наличие жизненного цикла , состоящего в закономерном чередовании жизненных форм. Как правило, происходит смена поколений с бесполым и половым размножением. Образование цисты не является частью закономерного жизненного цикла.
Время генерации для простейших составляет 6-24 ч. Это означает, что, попав в организм хозяина, клетки начинают размножаться по экспоненте и теоретически могут привести его к гибели. Однако этого не происходит, так как вступают в силу защитные механизмы организма хозяина.
Медицинское значение имеют представители простейших, относящиеся к классам саркодовые, жгутиковые, инфузории и споровики.
К типу Простейшие относят организмы, тело которых состоит из одной клетки, функционирующей, однако, как целый организм. Клетки простейших способны к самостоятельному питанию, передвижению, защите от врагов и к переживанию неблагоприятных условий.
Питание простейших происходит с помощью пищеварительных вакуолей, осуществляется за счет фаго - или пиноцитоза. Остатки непереваренной пищи выбрасываются наружу. Некоторые простейшие содержат хлоропласты и способны питаться за счет фотосинтеза.
Большинство простейших имеют органеллы передвижения: жгутики, реснички и псевдоподии (временные подвижные выросты цитоплазмы). Формы органелл движения лежат в основе систематики простейших.
Размножение простейших осуществляется обычно разными формами деления - разновидностями митоза. Характерен также половой процесс: в виде слияния клеток - копуляция-или обмен частью наследственного материала - конъюгация.
Большинство простейших имеют одно ядро, но встречаются и многоядерные формы.
Медицинское значение имеют простейшие, относящиеся к классам Саркодовые, Жгутиковые, Инфузории и Споровики.