Маленькие гиганты: удивительные факты об одноклеточных организмах

Маленькие гиганты: удивительные факты об одноклеточных организмах

Protist Image Database

Вырастая до 2 миллиметров в длину, пресноводные простейшие в форме трубы представители рода Stentor хорошо видны невооруженным глазом и хорошо известны среди энтузиастов микробов своими размерами. 2 миллиметра могут показаться не впечатляющими, но помните, что это делает Stentor больше, чем многие многоклеточные беспозвоночные. Среди одноклеточных организмов это абсолютный колосс.

Одним из факторов, позволяющих Stentor стать настолько большим, является его внутренняя анатомия. В отличие от обычных клеток, стенторы (как и большинство элементов в этом списке) имеют более одного ядра — части клетки, в которой находится ее ДНК и которая действует как центр управления. Наличие нескольких ядер, кажется, помогает более крупным клеткам правильно управлять своими относительно большими клеточными телами. В частности, в случае Stentor он имеет множество мелких микроядер, которые контролируют воспроизводство, и одно гигантское, похожее на струну макронуклеус, которое управляет своими обычными функциями.

Stentors — это то, что биологи называют инфузорией; они покрыты тонкими, похожими на волосы структурами, называемыми ресничками. Стенторы и другие инфузории используют их, чтобы плавать, бить их в унисон, чтобы двигаться, но это еще не все, на что способны реснички. Хотя стенторы получают некоторые питательные вещества из симбиотических водорослей, которые часто живут внутри них, они в первую очередь являются фильтраторами. Чтобы поймать пищу, стенторы прикрепляются к плавающим обломкам или осадкам, раскрывают свой трубчатый «рот» и используют кольцо из модифицированных питающих ресничек, чтобы создать ток, который всасывает бактерии, более мелких протистов и случайные неудачливые водяные блохи.

Другими словами, одноклеточный Stentor не только больше нескольких многоклеточных животных, но и иногда поедает их.

Связанные вопросы и ответы:

Что такое одноклеточные организмы и почему они так важны для живых систем

Другое название простейших — протисты. Из названия понятно, что клетка имеет простое строение. Это одноклеточные или многоклеточные организмы. Сложных структур у них нет.

Простейшие — эукариоты, то есть в клетке простейших есть оформленное ядро с многослойной ядерной оболочкой, в котором хранится генетическая информация. В этом они отличаются от бактерий: бактерии — прокариоты, то есть их генетическая информация не отделена от цитоплазмы и свободно плавает в ней.

Строение эукариотической клетки

Протисты способны перемещаться. Для этого в строении клетки простейших есть:

1. Ложноножки (псевдоподии): длинные выросты цитоплазмы; наиболее простой вид движения; характерны для амёб;
2. Жгутики: структуры, которая вращаются, тем самым вызывая движение; характерны для жгутиконосцев;
3. Реснички: структуры, похожие на жгутики, но они короче и перемещают клетки движением вперёд-назад; характерны для инфузорий.

Органоиды передвижения

Чаще всего эти организмы состоят из одной клетки, через всю поверхность которой происходит обмен газами. Однако для удаления ненужных веществ протисты выработали специальные органоиды — сократительные вакуоли.

Сократительная вакуоль

Простейшие способны размножаться бесполым и половым путём. Бесполое размножение характеризуется разделением клетки надвое. При половом встречаются два простейших и сливаются. Происходит оплодотворение. Половое размножение даёт организмам преимущество в изменяющихся условиях среды, а бесполое — в неизменных.

Типы размножения простейших животных

Обычно протисты подвижны, но могут вести и неподвижный образ жизни. В неблагоприятных условиях клетка покрывается толстой оболочкой, а метаболизм сводится к минимуму. Такое состояние называется циста.

Циста

Как и бактерии, простейшие обитают везде и вносят свой вклад в круговорот веществ. Питание простейших животных разнообразно. Простейшие-гетеротрофы питаются органическими веществами и очищают водные пространства (инфузория). Простейшие паразиты питаются веществами хозяев (токсоплазма). Некоторые способны фотосинтезировать, тем самым обогащают атмосферу кислородом (эвглена зелёная).

Паразитические простейшие

Мел — результат деятельности простейших. Если внимательно посмотреть на мел, можно увидеть мельчайшие частицы раковин. К таким простейшим относится раковинная амёба — фораминифера. Её раковина состоит из кальция. Когда-то эти простейшие отмирали и образовывали огромные склады остатков мела.

Какие типы одноклеточных организмов существуют на Земле

Как уже упоминалось выше, основным структурным компонентом всего живого является клетка. Существует огромное количество организмов, у которых все функции живого выполняет одна клетка. Эта клетка и является живым организмом. Физиологически клетка одноклеточных организмов – это целостный организм, которому свойственны все проявления жизни: обмен веществ, раздражимость, рост, размножение и пр.

Согласно особенностям строения одноклеточных организмов, все они делятся на организмы с неоформленным ядром (– первичноядерные организмы) и организмы с оформленным ядром (эукариоты – собственноядерные организмы).

К прокариотам относят бактерии и цианобактерии. Характерной особенностью прокариот является то, что их наследственный аппарат находится в толщев виде кольцевой молекулы.

Кроме прокариотических организмов, к одноклеточным принадлежат и некоторые эукариотические организмы, среди которых есть растения, животные и грибы. Они уже имеют набор органелл, похожий на набор органелл многоклеточных организмов. К одноклеточным эукариотам относятся амеба, хлорелла, инфузория-туфелька, ацетабулярия и др.

Размеры одноклеточных организмов микроскопически малы. Их тело состоит из одной клетки. Но у них уже естьдвижения, выделения и пищеварения. У многих есть светочувствительный орган. Они могут обитать в воде, почве, в других живых организмах. Существует гипотеза, что жизнь на нашу планету была занесена из космоса в виде одноклеточных организмов метеоритами. Но поскольку однозначных научных подтверждений не получено, это можно воспринимать только как предположение или фантастический рассказ.

Какие особенности отличают одноклеточные организмы от многоклеточных

В водной среде простейшие являются питанием для мелких животных. Многие моллюски, ракообразные, черви, мальки рыб, личинки, водяные насекомые питаются одноклеточными животными. В свою очередь эти мелкие животные являются пищей более крупных животных, которые приносят огромный вклад в сельское, рыбное и народное хозяйство. Одноклеточные организмы образуют планктон, которым питаются киты, кашалоты.

Сами простейшие, а особенно инфузории питаются бактериями, разложившимися органическими остатками, и тем самым очищают водоемы от загрязнения. Так же простейшие фототрофы насыщают воду кислородом, и уменьшают содержание углекислого газа. Простейшие имеют способность из органических веществ на свету создавать неорганические вещества.

Статья: Значение одноклеточных в природе и жизни человека

Найди решение своей задачи среди 1 000 000 ответов

Найти решение задачи

Замечание 1

Большинство простейших являются индикаторами чистоты воды. Определить загрязненную воду поможет большая численность в водоеме инфузорий и эвглен некоторых видов. В чистой воде обитают инфузории-туфельки, трубачи, спиростомумы. В воде с малым содержанием органических и большим содержанием минеральных веществ живет амеба обыкновенная.

Простейшие кроме водного пространства населяются и в почве, насыщенной влагой. Одноклеточные организмы вместе с другими почвенными обитателями поддерживают плодородие почв и участвуют в почвообразовании.

Источник: https://interesnyefakty.com/novosti/mikromir-velikogo-znacheniya-rol-odnokletochnyh-organizmov-v-prirode

Каким образом одноклеточные организмы размножаются и каковы их жизненные циклы

Определение 1

Клеточное дыхание — это совокупность сложных биохимических реакций, происходящих в клетках живых организмов, в ходе которых происходит расщепление углеводов, липидов и аминокислот до углекислого газа и воды. При этом выделяется энергия, которая используется клеткой для движения, роста и создания необходимых клеточных структур.

Процесс дыхания клетки включает в себя три основных этапа:

1. Подготовительный — происходит в пищеварительном тракте (у животных), вторичных лизосомах и гиалоплазме клеток. Кислород в реакциях этого этапа не используется. Под действием пищеварительных ферментов происходит расщепление крупных органических молекул до более простых соединений. При этом выделяется сравнительно небольшое количество энергии, которая рассеивается в виде тепла. Продукты первого этапа могут вступать в следующие этапы дыхания (т. е. подвергаться дальнейшему расщеплению) либо вовлекаться в процессы анаболизма.
2. Бескислородный (анаэробный) — характеризуется ферментативным расщеплением органических веществ, полученных в ходе предыдущего этапа, без участия кислорода. Данный этап может протекать даже в условиях полного отсутствия кислорода. Основным источником энергии клетки является глюкоза, поэтому анаэробный этап стоит рассматривать на примере бескислородного расщепления глюкозы — гликолиза .

Определение 2

Гликолиз — это происходящая в живых клетках биохимическая реакция, которая заключается в расщеплении глюкозы в цитоплазме клетки под действием ферментов без участия кислорода.

Данное явление можно охарактеризовать как одиннадцать последовательно сменяющих друг друга реакций. В результате из одной молекулы глюкозы образуются две молекулы АТФ — универсального источника энергии. Продукты распада при этом попадают в митохондрии, где начинается кислородный этап.

1. Кислородный (аэробный) этап протекает в митохондриях. В этот процесс вступают продукты гликолиза из предыдущего пункта. Для осуществления данного этапа необходимо поступление в митохондрии молекулярного кислорода, а также наличие особых ферментов и других веществ. Данный этап доступен только для аэробов — организмов, живущих в кислородной среде.

Какие функции выполняют одноклеточные организмы в природе

Простейшие обитают в водной, почвенной и организменной средах, то есть во всех возможных, за исключением воздушной. Они не любят жить на воздухе, так как важнейшим условием их существования является наличие влаги , при нехватке которой они переходят в стадию цисты.

Циста — форма, в которой простейшим легче пережить неблагоприятные условия.

Циста имеет плотную оболочку, а все процессы обмена веществ в ней заторможены.

Оболочка цисты — своеобразный скафандр, в котором клетка, как космонавт в открытом космосе, полностью защищена от воздействия внешних факторов. В скафандре космонавт может дышать, разговаривать, но расходовать ресурсы (например, кислород) он должен очень экономно, иначе они быстро закончатся. Так и в цисте — все процессы жизнедеятельности протекают замедленно, причем происходят только самые важные реакции, которые поддерживают жизнь в клетке. При благоприятных условиях простейшие выходят из цист.

Существуют простейшие, которые могут образовывать колонии — специфические формы совместного проживания одноклеточных организмов. Клетки в колонии независимы друг от друга и могут существовать отдельно. По мнению многих ученых, такие колониальные организмы дали начало многоклеточным животным.

Чтобы запомнить этот термин, можно ассоциировать его с группой студентов в университете. Колония состоит из множества особей, как и группа состоит из множества студентов, взаимодействующих друг с другом. Однако каждая клетка колонии, как и каждый человек из группы, может существовать и отдельно от этого сообщества.

Но большинство Простейших все-таки именно одноклеточные. Так давайте же узнаем, какой должна быть клетка, чтобы обеспечивать функционирование себя, как целого организма.

Какие сложные процессы происходят внутри одной клетки

Некоторые истины об окружающей нас Вселенной кажутся неоспоримыми. Небо голубое. Трава зеленая. Ничто не может двигаться быстрее скорости света. Многоклеточным формам жизни необходим кислород. Ведь так, верно?

Как бы не так. Недавно исследователи обнаружили, что у похожего на медузу паразита нет митохондриального генома. Это первые многоклеточный организм с такой особенностью и, что куда важнее, это означает, что он… не дышит. И в самом деле, его жизнедеятельность никак не связана с кислородом.

Это простое открытие кардинально меняет не только наше представление о том, как устроена жизнь на Земле, но и о том, какие формы жизни можно встретить на далеких планетах при, казалось бы, экстремальных условиях.

Формы жизни научились усваивать кислород примерно 1,45 миллиарда лет назад. Вероятно, архей поглотил маленькую бактерию, но не переварил ее, а сделал частью своего организма. Этот симбиоз оказался так выгоден обоим, что они сформировали новую разновидность живого существа. Вместе они эволюционировали век за веком, пока бактерия внутри не стала набором органелл (маленьких подобий органов), которые называют митохондриями. Именно они и позволяют многоклеточным организмами использовать кислород для обеспечения обмена веществ. Благодаря им молекула кислорода расщепляется с образованием молекулы АТФ, которая и используется как «батарейка» для большинства клеточных процессов.

Мы знаем, что некоторые организмы способны выживать в условиях низкого содержания кислорода – гипоксии. Некоторые одноклеточные микробы развили специальные, связанные с митохондриями органеллы, которые используют для бескислородного дыхания. Однако это – удел одноклеточных одиночек, в то время как у многоклеточных живых существ такой особенности замечено не было.

Но недавно группа группа исследователей во главе с Даяной Яхаломи из Тель-Авивского университета решила посвятить себя изучению довольно распространенного паразита лосося под названием Henneguya salminicola. Это книдарий, принадлежащий к тому же типу живых существ, что и кораллы, медузы и анемоны. Он создает между волокнами мяса лосося отвратительные цисты, которые, однако, не сильно вредят хозяину паразита.

Разумеется, внутри рыбы никакого кислорода нет. Однако книдарий живет и процветает, и раскрыть загадку такой поразительной живучести помог лишь анализ ДНК крошечного существа. Ученые обнаружили, что паразит где-то «потерял» митохондриальный геном и способность к кислородному дыханию. Подобно одноклеточным, у него также появился набор органелл для анаэробного образа жизни, причем весьма необычных – у них на внутренней мембране есть складки, которые обычно не наблюдаются у одноклеточных.

Так как же именно паразит выживает в среде без кислорода? На самом деле, до сих пор этого никто не знает. Не исключено, что он просто ворует АТФ у хозяина, но пока это лишь гипотеза. Однако, как бы то ни было, удивительная эволюция из свободноживущей медузы в паразита потрясает воображение. В качестве «наследства» от своих далеких предков-медуз существо сохранило структуру, напоминающую «жгучие» клетки медуз. Вот только паразит использует их не для того, чтобы жалить, а для того, чтобы цепляться за организм хозяина – вынужденная мера адаптации. Вы можете увидеть их на фото ниже, они напоминают своеобразные глаза:

В будущем это исследование может помочь рыбным фермам бороться с паразитами: хоть экс-медуза и безопасна для человека, вряд ли вы захотите есть рыбу, зараженную инородными организмами.

Существуют ли одноклеточные организмы, способные двигаться и планировать свои действия

Типичными эукариотами являются простейшие растения и животные. Они имеют единый набор органелл: внешняя оболочка, ядро, митохондрии, аппарат Гольджи, эндоплазматическую сеть, рибосомы.Если какие-то изменения и есть, то они обусловлены прежде всего особенностями питания. Если растительная клетка способна к фотосинтезу, то у нее имеются пластиды. Простейшие животные имеют пищеварительные вакуоли и гликокаликс.

Сложно разобраться самому?