Popis, struktura a velikost brvitých bot

Infusoria-shoe je známá již od školních hodin biologie. Jedná se o jeden z typů ciliárních jednobuněčných organismů, které nepatří do říše zvířat, rostlin nebo hub, ale jsou zahrnuty do střední skupiny protistů. Tvor žije ve sladké vodě a pro svůj stálý tvar těla dostal zajímavý název, podobný otisku podrážky boty.

Vědecká klasifikace

Typ nálevníků patří do superříše eukaryot, tedy organismů s jádrem. Odpovídají typu řasnatého, třídy Oligohymenophorea a rodu Paramecia. Charakteristickým rysem zástupců této kategorie je preference kyselých podmínek prostředí.

Vědci svého času vynaložili velké úsilí na rozluštění genomu některých druhů příbuzných s paramecium. Ukázalo se, že obsahuje 40 000 genů kódujících proteiny, zatímco u lidí je jich jen asi 28 000. Nárůst počtu genů byl důsledkem několika duplikací původního genomu. Metoda kódování sekvence aminokyselinových zbytků u nálevníků je jedinečná přítomností jediného, ​​a nikoli trojitého, jako v univerzálním genetickém kódu, kodonu, který dokončuje syntézu polypeptidového řetězce.

obecný popis

Optimálním stanovištěm pro tělo je čerstvá stojatá voda, který obsahuje rozkládající se organické sloučeniny. Tyto podmínky splňuje zejména domácí akvárium, ve vzorku kalové vody, z níž se často vyskytují prvoci.

Infusorii je možné zkoumat pouze pod mikroskopem, protože její velikost nepřesahuje 0,1-0,3 mm. Téměř 7 % buňky tvoří sušina, jejíž chemické složení představují následující složky:

• protein (58 %);
• lipidy (31,4 %);
• popel (3,6 %).

Tělo řasnaté boty je pokryto hustou vrstvou cytoplazmy, pod jejíž vnější membránou jsou umístěny takové prvky cytoskeletu jako alveoly a mikrotubuly. Tělo se skládá z následujících prvků:

• jádro (makronukleus);
• nucleolus (mikronukleus);
• podélné a povrchové řasinky;
• otevření úst;
• vytvořené a vznikající trávicí vakuoly (fagozomy);
• otvor, kterým se vyprazdňuje trávicí vakuola (cytopig nebo prášek);
• dvě kontraktilní vakuoly.

Každý organoid má důležité funkce.

Jádro a jadérko

Nálevnice má dvě jádra, z nichž každé má svou vlastní strukturu a funkci. Malý má zaoblený tvar, obsahuje dědičný materiál. Z jeho genomu se messengerové RNA špatně čtou, proto se dědičná informace nepřevádí na protein nebo jiný funkční produkt a nedochází k expresi genu. V případě zničení jadérka životnost boty pokračuje, ale bude se rozmnožovat pouze nepohlavně, pohlavní proces nebude možný.

Zrání velkého jádra ve tvaru fazole vede ke složitým přeskupením v dědičném materiálu. Všechny mRNA jsou čteny z jeho genů, takže syntéza proteinů závisí na něm. Ničí jádro reprodukčního procesu, ale na jeho konci je makronukleus opět obnoven.

Cilia a trichocysty

Cilia v malém počtu buněk od 10 do 15 tisíc. Vyrůstají z bazálních tělísek, která tvoří komplexní systém cytoskeletu, který zahrnuje postkinethodesmální fibrily a filamenta. Na bázi organel se tvoří parazomální vaky, které jsou výsledkem invaginace vnější membrány.

Mezi hustě umístěnými řasinkami je stále místo pro 5-8 tisíc obranných organel, nazývaných trichocysty. Jsou jednou z odrůd sekrečních váčků vypuzovaných nálevníky během exocytózy. Vypadají jako tělesa se špičkou, příčně pruhovaná každých 7 nm, umístěná v membránových váčcích. Ochranná funkce se projevuje okamžitým prodloužením a odpálením v případě nebezpečí. Někteří zástupci nálevníků však takové organely postrádají a zároveň jsou docela životaschopní.

Infusoria-bota se pohybuje pomocí řasinek. Dělá pohyby podobné vlnám a plave tupým koncem dopředu. Když jsou organely vzpřímené, udělají přímý úder. Vratné se provádí v zakřiveném provedení. Tento proces nelze nazvat synchronním, protože tempo udává první cilium v ​​řadě a každý další opakuje akci s mírným zpožděním. To vede k rotaci boty kolem své osy při pohybu. Za sekundu pokryje vzdálenosti 2-2,5 mm.

Ohnutím těla může řasnatka měnit směr. V případě neočekávané srážky s překážkou prudce couvne, protože potenciálový rozdíl v její membráně se prudce sníží a ionty vápníku proniknou dovnitř. Pak bude bota nějakou dobu dělat pohyby vpřed a vzad, během kterých se z klece uvolní vápník a brzy bude pokračovat po své původní dráze.

Orgány zajišťující výživu

Ústa boty vypadají jako prohlubeň na těle, přecházející do buněčného hltanu. Komplexní struktury vytvořené z řasinek se nacházejí kolem ústního otvoru. Nálevník se živí hlavně řasami, bakteriemi a jinými malými jednobuněčnými organismy, které nalézá pomocí chemikálií, které uvolňují. Vlasové struktury kolem tlamy tlačí kořist do hrdla spolu s proudem vody.

Potrava dále vstupuje do trávicí vakuoly vytvořené během fagocytózy a působením cytoplazmatického toku se pohybuje na zadním konci buňky, vrací se dopředu a znovu se vrací zpět. Vakuola splývá s lysozomy, což je doprovázeno vznikem kyselého prostředí, které se postupně posouvá do mírně zásaditého.

Fagozom migruje a zvyšuje rychlost absorpce oddělováním malých membránových váčků. Vše, co nelze strávit, je vyhozeno přes prášek, bez vyvinuté cytoplazmy. Natrávené produkty jsou rozptýleny v mezibuněčném prostoru a slouží k realizaci životních funkcí.

Vakuola po splnění své funkce splyne s vnější membránou a kolabuje, přičemž se uvolňují malé bublinky. Následně se mikrotrubičkami, které tvoří cytoskelet, dostanou do buněčného hltanu, kde vytvoří nový fagozom.

Je zajímavé, že hojnost potravy ovlivňuje, jak dlouho brvitá bota žije. Očekávaná délka života je jen několik dní při nadměrné výživě a několik měsíců (někdy až rok) při špatné stravě.

Kontraktilní vakuoly

Kontraktilní vakuoly jsou umístěny na přední a zadní straně buněk. Každý z nich se skládá z rezervoáru, který se občas otevírá směrem ven, a odcházejících radiálních kanálů, obklopených mnoha tenkými trubičkami, které pumpují tekutinu z cytoplazmy. Celý křehký systém je držen cytoskeletem.

Hlavní funkcí těchto vnitřních organel je osmoregulace. Difúze molekul vody do buňky vede k přebytku tekutiny, který je vylučován vakuolami. Vodící kanály pumpují vodu do rezervoáru, který se pak smršťuje a odděluje od trubek a vyhazuje vodu z klece přes póry. Střídavě pracují dvě vakuoly, každá se zmenšuje po dobu 10-25 sekund v závislosti na okolní teplotě. O hodinu později se vytlačený objem tekutiny rovná objemu samotné buňky.

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

Šlechtitelský proces

Infusoria-slipper se rozmnožuje nepohlavně, což spočívá v dělení pepře a je doprovázeno složitými regeneračními procesy. Protože dvě jsou získány od jednoho jednotlivce, každá z nových bot dostane jednu kontraktilní vakuolu a oni jsou nuceni tu chybějící doplnit sami. Pouze jeden nálevník dostane buněčná ústa a druhý musí v tuto chvíli vytvořit ústní otvor s nezbytnými strukturami kolem něj. Bazální tělíska a nové řasinky, každý zástupce se tvoří samostatně.

Nálevníci se také vyznačují pohlavním procesem zvaným konjugace, spočívá v přenosu jader mezi buňkami partnerů. Proces zahrnuje boty vytvořené dělením různých mateřských buněk. Jsou slepeny ústními dutinami, v důsledku čehož vzniká cytoplazmatický můstek.

V této době jsou u každého jedince zničena velká jádra a malá se dělí, přičemž se počet chromozomů snižuje na polovinu. Výsledkem jsou 4 jádra, z nichž 3 jsou zničena. Zbytek je rozdělen na dvě geneticky identická jádra a každý partner má mužské a ženské pronukleum. Samičí jádra zůstávají každé ve své vlastní buňce a samčí nálevníci se vyměňují. Během výměny dochází k fúzi ženského a mužského pronuklea a vzniká nové jádro, které se dělí na další dvě. Stávají se novými velkými a malými jádry.

Možnosti studia

Příběh o brvité botě lze slyšet i ve škole, ale ne každý přesně ví, jak vědci zkoumali malý organismus. Na jeho pozorování vlastně není nic těžkého, navíc velikost desetin milimetru je pro ty nejjednodušší docela velká. To vše znamená, že výzkum lze provádět i doma, ale nejprve k tomu musíte vyšlechtit kulturu nálevníků.

Vzhledem k tomu, že boty jsou přítomny ve všech vodních plochách, je voda odebírána z těchto zdrojů. Pro čistotu pokusu je potřeba vzít tři skleněné nádoby a do jedné dát rozkládající se větvičky a listí, do druhé živé rostliny a do třetí kal ze dna. Všechny materiály jsou odebírány ze zásobníku, odtud je také extrahována kapalina a nalévána do sklenic.

Když je vše připraveno, musíte pečlivě prozkoumat obsah nádoby a ujistit se, že v něm nejsou žádné cizí organismy viditelné okem, například hmyz nebo larvy. Pokud ano, budou muset být chyceni, jinak budou nálevníci sežráni. Připravené stanoviště se umístí na okno, zakryje se sklem a nechá se několik dní při pokojové teplotě. V tomto případě musíte zajistit, aby na nádobu nedopadalo přímé sluneční světlo.
Po dvou dnech sklenici protřepejte a zkontrolujte, zda se v ní neobjevily nějaké organismy. Mohou to být jak boty, tak jiné bytosti, ale je snadné to zkontrolovat. Je nutné odebrat kapku vody z osvětlené stěny nádoby blíže k hladině, právě v tomto místě se soustředí většina zájmových organismů. Poté je třeba kapku položit na sklo a prohlížet mikroskopem nebo alespoň lupou.

Pokud jsou zároveň viditelná vřetenovitá tělesa, pohybující se rychle a plynule a rotující kolem své osy, znamená to, že bylo možné boty rozdělit. Pokud je v kapce kousek zeleně nebo bakteriální film, okamžitě se kolem jídla nahromadí mnoho nálevníků.

Oddělit boty od ostatních zvířat je snadné. Obvykle se pohybují mnohem rychleji než jiné organismy a toho je třeba využít. K tomu se kapka, ve které je několik druhů tvorů, umístí na sklo a umístí na dobře osvětlené místo. Vedle se nalije malé množství čerstvé vody a párátkem se nakreslí čára z jedné kapaliny do druhé tak, aby se získal tenký vodní můstek spojující dvě média. Nálevníci rychle uběhnou vzdálenost a ocitnou se v nové kapce.

Stává se, že ve vodě není vidět nic živého, v takovém případě můžete do nádoby přidat pár kapek převařeného mléka a počkat další dva dny. Po uplynutí této doby se můžete znovu pokusit studovat vyvinuté organismy.

Dále se budou boty množit, tento proces lze urychlit vytvořením příznivých podmínek pro ně. K tomu jsou umístěny v jednom z následujících prostředí:

• na sušené banánové slupce;
• na listech salátu;
• do mléka;
• v senném nálevu.

Takto naředěné organismy mohou být použity k jejich pozorování pro výzkumné účely nebo mít praktické využití. Vzhledem k tomu, že nálevníci jsou přirozenými ošetřovateli sladké vody, mohou dezinfikovat tekutiny v akváriích s rybami a také sloužit jako potrava pro potěr.

Pantoflí nálevníci jsou tedy úžasné organismy s jedinečnými vlastnostmi (například pohlavní styk bez rozmnožování), lze je studovat i doma.