Opis, struktura i rozmiar rzęsek-butów

Infusoria-but jest znany od szkolnych lekcji biologii. Jest to jeden z typów rzęskowych organizmów jednokomórkowych, który nie należy do królestwa zwierząt, roślin ani grzybów, ale należy do pośredniej grupy protistów. Stworzenie żyje w słodkiej wodzie i otrzymało ciekawą nazwę ze względu na stały kształt ciała, podobny do odcisku podeszwy buta.

Klasyfikacja naukowa

Rodzaj orzęsków należy do superkrólestwa eukariontów, czyli organizmów z jądrem. Odpowiadają one typowi rzęsek, klasie Oligohymenophorea i rodzajowi Paramecia. Cechą przedstawicieli tej rangi jest preferowanie kwaśnych warunków środowiskowych.

Kiedyś badacze poświęcili wiele wysiłku na rozszyfrowanie genomu niektórych gatunków spokrewnionych z pantofelkiem. Okazało się, że zawiera 40 000 genów kodujących białka, podczas gdy u ludzi jest ich tylko około 28 000. Wzrost liczby genów wynikał z kilku duplikacji oryginalnego genomu. Sposób kodowania sekwencji reszt aminokwasowych w orzęskach jest unikalny dzięki obecności pojedynczego, a nie potrójnego, jak w uniwersalnym kodzie genetycznym, kodonu, który kończy syntezę łańcucha polipeptydowego.

ogólny opis

Optymalnym siedliskiem dla organizmu jest świeża stojąca woda, który zawiera rozkładające się związki organiczne. W szczególności warunki te spełnia akwarium domowe, w próbce wody mułowej, której często spotyka się pierwotniaki.

Możliwe jest zbadanie infusorii tylko pod mikroskopem, ponieważ jej rozmiar nie przekracza 0,1-0,3 mm. Prawie 7% komórki składa się z suchej masy, której skład chemiczny reprezentują następujące składniki:

• białko (58%);
• lipidy (31,4%);
• popiół (3,6%).

Ciało buta rzęskowego pokryte jest gęstą warstwą cytoplazmy, pod którą znajdują się takie elementy cytoszkieletu jak pęcherzyki i mikrotubule. Ciało składa się z następujących elementów:

• jądro (makrojądro);
• jąderko (mikrojądro);
• rzęski podłużne i powierzchowne;
• otwieranie ust;
• powstające i pojawiające się wakuole przewodu pokarmowego (fagosomy);
• otwór, przez który opróżnia się wakuolę trawienną (cytopig lub proszek);
• dwie kurczliwe wakuole.

Każdy organoid pełni ważne funkcje.

Jądro i jąderko

Ciliate ma dwa jądra, z których każde ma swoją własną strukturę i funkcję. Mały ma zaokrąglony kształt, zawiera materiał dziedziczny. Z jego genomu informacyjne RNA są słabo odczytywane, dlatego informacje dziedziczne nie są przekształcane w białko lub inny produkt funkcjonalny i nie ma ekspresji genów. W przypadku zniszczenia jąderka życie buta trwa, ale będzie on rozmnażał się tylko bezpłciowo, proces seksualny będzie niemożliwy.

Dojrzewanie dużego ziarna w kształcie fasoli prowadzi do złożonych przegrupowań w materiale dziedzicznym. Wszystkie mRNA są odczytywane z jego genów, więc synteza białek zależy od niego. Niszczy jądro procesu rozrodczego, ale na jego końcu makrojądro zostaje ponownie przywrócone.

rzęski i trichocysty

rzęski w małej liczbie komórek od 10 do 15 tys. Wyrastają z ciał podstawnych, które tworzą złożony system cytoszkieletu, który zawiera włókna i włókna postkinethodesmalne. U podstawy organelli tworzą się worki parasomalne, powstałe w wyniku inwazji błony zewnętrznej.

Pomiędzy gęsto rozmieszczonymi rzęskami rzęskowymi znajduje się jeszcze miejsce dla 5-8 tys. organelli obronnych, zwanych trichocystami. Są jedną z odmian pęcherzyków wydzielniczych wydalanych przez rzęski podczas egzocytozy. Wyglądają jak ciała z czubkiem, poprzecznie prążkowane co 7 nm, zlokalizowane w workach błonowych. Funkcja ochronna przejawia się w natychmiastowym wydłużeniu i odpaleniu w razie niebezpieczeństwa. Jednak niektórzy przedstawiciele orzęsków są pozbawieni takich organelli, a jednocześnie są całkiem żywotni.

Infusoria-but porusza się za pomocą rzęsek. Wykonując ruchy falowe, płynie tępym końcem do przodu. Organelle w stanie wzwodu otrzymują prosty cios. Zwrotny odbywa się w zakrzywionym. Tego procesu nie można nazwać synchronicznym, ponieważ tempo wyznacza pierwsza rzęska z rzędu, a każda kolejna powtarza czynność z lekkim opóźnieniem. Prowadzi to do obracania się buta wokół własnej osi podczas ruchu. W sekundę pokonuje odległości 2-2,5 mm.

Zginając ciało, rzęski mogą zmieniać kierunek. W przypadku nieoczekiwanego zderzenia z przeszkodą gwałtownie się cofnie, ponieważ różnica potencjałów w jego błonie gwałtownie się zmniejszy, a jony wapnia wnikną do środka. Następnie but będzie przez jakiś czas poruszał się do przodu i do tyłu, podczas którego wapń zostanie uwolniony z klatki i wkrótce będzie kontynuował swoją pierwotną trajektorię.

Organy zapewniające odżywianie

Usta buta wyglądają jak zagłębienie na ciele, przechodzące do gardła komórki. Złożone struktury utworzone z rzęsek znajdują się wokół otworu ust. But orzęskowy żywi się głównie glonami, bakteriami i innymi małymi organizmami jednokomórkowymi, które znajduje dzięki uwalnianym przez nie chemikaliom. Struktury przypominające włosy wokół ust wpychają ofiarę do gardła wraz ze strumieniem wody.

Ponadto pokarm wchodzi do wakuoli trawiennej powstałej podczas fagocytozy i pod wpływem przepływu cytoplazmatycznego przesuwa się do tylnego końca komórki, wraca do przodu i ponownie wraca. Wakuola łączy się z lizosomami, czemu towarzyszy pojawienie się środowiska kwaśnego, które stopniowo przesuwa się w kierunku lekko zasadowego.

Fagosom migruje i zwiększa szybkość wchłaniania poprzez oddzielanie małych pęcherzyków błonowych. Wszystko, czego nie można strawić, jest wyrzucane przez proszek pozbawiony rozwiniętej cytoplazmy. Trawione produkty są rozproszone w przestrzeni międzykomórkowej i są wykorzystywane do realizacji funkcji życiowych.

Po spełnieniu swojej funkcji wakuola łączy się z błoną zewnętrzną i zapada się, uwalniając małe bąbelki. Następnie przedostają się do gardła komórki przez mikrorurki tworzące cytoszkielet, gdzie tworzą nowy fagosom.

Co ciekawe, obfitość pożywienia wpływa na długość życia buta rzęskowego. Średnia długość życia to tylko kilka dni przy nadmiernym odżywianiu i kilka miesięcy (czasem nawet rok) przy złej diecie.

Skurczowe wakuole

Kurczące się wakuole znajdują się z przodu i z tyłu komórek. Każdy z nich składa się ze zbiornika, czasami otwierającego się na zewnątrz i wychodzących kanałów promieniowych, otoczonych wieloma cienkimi rurkami, które pompują płyn z cytoplazmy. Cały delikatny system jest utrzymywany przez cytoszkielet.

Główną funkcją tych organelli wewnętrznych jest osmoregulacja. Dyfuzja cząsteczek wody do komórki prowadzi do nadmiaru płynu, który jest wydalany przez wakuole. Kanały prowadzące pompują wodę do zbiornika, który następnie kurczy się i oddziela od rurek, wyrzucając wodę z klatki przez pory. Dwie wakuole działają naprzemiennie, każda kurcząc się przez 10-25 sekund w zależności od temperatury otoczenia. Godzinę później wyrzucona objętość płynu jest równa objętości samej komórki.

https: // youtube.com / zegarek?v = de7b4d8zfgU

Proces hodowlany

Infusoria-pantofel rozmnaża się bezpłciowo, co polega na podziale pieprzu i towarzyszą mu złożone procesy regeneracyjne. Ponieważ od jednego osobnika otrzymuje się dwa, każdy z nowych butów otrzymuje jedną kurczliwą wakuolę i są zmuszeni do samodzielnego uzupełnienia brakującego. Tylko jeden orzęsek dostaje się do ust komórki, a drugi w tym czasie musi uformować otwór z niezbędnymi strukturami wokół niego. Ciała podstawowe i nowe rzęski, każdy przedstawiciel formuje się niezależnie.

Orzęsy charakteryzują się również procesem płciowym zwanym koniugacją, polegającym na przenoszeniu jąder między komórkami partnerów. Proces ten obejmuje buty utworzone przez podział różnych komórek macierzystych. Są one sklejane przez jamę ustną, w wyniku czego powstaje mostek cytoplazmatyczny.

W tym czasie duże jądra są niszczone u każdego osobnika, a małe dzielą się, zmniejszając o połowę liczbę chromosomów. Rezultatem są 4 rdzenie, z których 3 są zniszczone. Reszta jest podzielona na dwa genetycznie identyczne jądra, a każdy partner ma przedjądrze męskie i żeńskie. Każde z jąder żeńskich pozostaje we własnej komórce, a męskie rzęski wymieniają się. Podczas wymiany dochodzi do fuzji żeńskich i męskich przedjądrzy i powstaje nowe jądro, dzielące się na dwa kolejne. Stają się nowymi, dużymi i małymi jądrami.

Możliwości studiowania

Historię o buciku rzęskowym można usłyszeć nawet w szkole, ale nie każdy wie dokładnie, w jaki sposób naukowcy badali maleńki organizm. W rzeczywistości nie ma nic trudnego w obserwowaniu go, w dodatku rozmiar dziesiątych części milimetra jest dość duży dla najprostszych. Wszystko to oznacza, że ​​badania można prowadzić nawet w domu, ale najpierw trzeba wyhodować kulturę orzęsków.

Ponieważ buty są obecne we wszystkich zbiornikach wodnych, woda jest pobierana z tych źródeł. Aby eksperyment był czysty, trzeba wziąć trzy szklane pojemniki i w jednym z nich umieścić rozkładające się gałązki i liście, do drugiego żywe rośliny, a do trzeciego osad z dna. Wszystkie materiały pobierane są ze zbiornika, stamtąd również wydobywany jest płyn i wlewany do słoików.

Kiedy wszystko jest gotowe, musisz dokładnie zbadać zawartość pojemnika i upewnić się, że nie ma żadnych obcych organizmów widocznych dla oka, na przykład owadów lub larw. Jeśli tak, będą musiały zostać złapane, w przeciwnym razie zostaną zjedzone orzęski. Przygotowane siedlisko umieszcza się na oknie, przykrywa szkłem i pozostawia na kilka dni w temperaturze pokojowej. W takim przypadku należy upewnić się, że na pojemnik nie pada bezpośrednie światło słoneczne.
Po dwóch dniach wstrząśnij słoikiem i sprawdź, czy nie pojawiły się tam jakieś organizmy. Mogą to być zarówno buty, jak i inne stworzenia, ale łatwo to sprawdzić. Konieczne jest nabranie kropli wody z podświetlanej ściany naczynia bliżej powierzchni, to właśnie w tym miejscu skupi się większość zainteresowanych organizmów. Następnie kroplę należy umieścić na szkle i obejrzeć przez mikroskop lub przynajmniej lupę.

Jeśli jednocześnie widoczne są korpusy wrzecionowate, poruszające się szybko i płynnie oraz obracające się wokół własnej osi, to znaczy, że można było rozsunąć buty. Jeśli w kropli znajduje się kawałek zieleni lub błona bakteryjna, wiele rzęsek natychmiast gromadzi się wokół jedzenia.

Oddzielenie butów od innych zwierząt jest łatwe. Zwykle poruszają się znacznie szybciej niż inne organizmy i należy to wykorzystać. Aby to zrobić, kroplę, w której znajduje się kilka rodzajów stworzeń, umieszcza się na szkle i umieszcza w dobrze oświetlonym miejscu. Obok nalewa się niewielką ilość świeżej wody i rysuje wykałaczką linię od jednej cieczy do drugiej tak, aby uzyskać cienki mostek wodny łączący oba media. Ciliates szybko pokonają odległość i znajdą się w nowej kropli.

Zdarza się, że w wodzie nie widać nic żywego, w takim przypadku można dodać kilka kropel przegotowanego mleka do pojemnika i odczekać jeszcze dwa dni. Po tym czasie możesz ponownie spróbować zbadać rozwinięte organizmy.

Co więcej, buty będą się mnożyć, proces ten można przyspieszyć, stwarzając im sprzyjające warunki. W tym celu umieszcza się je w jednym z następujących środowisk:

• na suszonej skórce od banana;
• na liściach sałaty;
• do mleka;
• w naparze z siana.

Rozrzedzone w ten sposób organizmy mogą służyć do ich obserwacji do celów badawczych lub mieć zastosowanie praktyczne. Ponieważ orzęski są naturalnymi pielęgniarkami słodkowodnymi, mogą dezynfekować płyn w akwariach z rybami, a także służyć jako pokarm dla narybku.

Tak więc rzęski pantofelka są niesamowitymi organizmami o unikalnych cechach (na przykład stosunek płciowy bez rozmnażania), można je badać nawet w domu.