Из одной клетки состоит клоп аппарат гольджи вирус оспы амеба

Подцарство Простейшие (Protozoa)

Около 70 000 видов

                Тип Саркомастигофоры (Sarcomastigophora) 

                          Класс Саркодовые (Sarcodina)

                          Класс Жгутиконосцы (Mastigophora), или Жгутиковые (Flagellata)

                 Тип Инфузории

                 Тип Споровики

происхождение

Эукариоты произошли от прокариот примерно 2 млрд. лет назад.

Существуют две основных гипотезы происхождения эукариот от прокариот:

• сукцессивная (= сукцессионная) гипотеза: мембранные органоиды возникают постепенно из плазмалеммы прокариот; 

• симбиотическая гипотеза (= эндосимбиотическая гипотеза = гипотеза симбиогенеза): эукариотическая клетка возникает в результате серии симбиозов нескольких древних прокариотических клеток.

Рис. Сукцессионная гипотеза

Рис. Симбиогенез

Ароморфозы эукариот:

• появление актиново-миозиновой системы: формирование псевдоподий и хищное питание путем фагоцитоза;

• ядерная оболочка: защита генетического материала в условиях высокой подвижности цитоплазмы эукариот;

Большинство ученых считает, что первые простейшие были бесхлорофилльными амебоидными жгутиконосцами. Подобные виды существуют в настоящее время, они объединены в группу архамёб (например, Mastigamoeba aspera). От подобных существ произошли остальные группы простейших и многоклеточные животные. Одной из ступеней, ведущих к появлению многоклеточных, являются колониальные жгутиковые простейшие.

Рис. Mastigamoeba aspera                                                                                         Рис. Вольвокс

Общая характеристика

1. эукариоты;

2. тело состоит из одной клетки;

3. микроскопические размеры (2 мкм — 3 мм);

4. одиночные или колониальные;

5. одноядерные или многоядерные (споровики);

6. живут в жидкой среде (пресные и морские водоемы, влажная почва, другой организм);

7. наружная оболочка плотная — пелликула (постоянная форма тела — инфузории), либо тонкая ( образует выпячивания — амебы);

8. движение с помощью ложноножек, жгутиков или ресничек;

9. питание: автотрофы, гетеротрофы и миксотрофы (эвглена);

10. Пищеварительные органоиды: вакуоль, лизосомы;

11. Выделение: сократительная вакуоль (амебы), порошица (инфузории);

12. Дыхание: кислород поступает через всю поверхность тела; энергетический обмен (окисление органических веществ кислородом с получением энергии) в митохондриях;

13. В неблагоприятных условиях образуют цисты;

14. Раздражимость: светочувствительный глазок — стигма — у миксотрофов (эвглена), таксисы;

15. Размножение: 

• бесполое: деление надвое (амеба);

• половое:
  — копуляция: 2 особи сливаются, образуя зиготу, которая начинает бесполое размножение делением
  — конъюгация: обмен генетическим материалом между 2 особями (инфузории).

Органоиды движения

• псевдоподии (ложноножки);

• жгутики;

• реснички.
  Органоиды движения участвуют в захвате добычи.

Псевдоподии — выпячивания клеточной мембраны, образующиеся под действием движения цитоплазмы.

Свойственны саркодовым (амебам, солнечникам, фораминиферам, радиоляриям).

С помощью ложноножек осуществляется питание фагоцитозом и пиноцитозом.

Рис. Амебоидное движение

Жгутики — тонкий вырост на поверхности клетки, одетый трёхслойной клеточной мембраной и содержащий аксонему — совокупность микротрубочек. 

Характерны для жгутиконосцев и жгутиковых амеб.

Аксонема: 2 микротрубочки (функция: опора и распространение импульса), окружены 9 парами микротрубочек (функция: движение). Аксонема покрыта трехслойной мембраной, являющейся продолжением мембраны клетки. 

Если организм несет два жгутика: один может выполнять функцию движения, другой — руля.  

Жгутик может срастаться с телом, образуя ундулирующую мембрану («плавник»).

Рис. Трипаносома с ундулирующей мембраной

Реснички — органеллы, представляющие собой тонкие волосковидные структуры на поверхности эукариотических клеток.

Характерны для инфузорий и многоклеточных животных. Внутреннее строение подобно строению жгутиков.

Движение: удар прямой ресничкой — сгибание реснички — возвращение в исходное состояние.

Рис. Движение жгутика (А) и реснички (Б)

Тип Саркомастигофоры (Sarcomastigophora)

Класс Саркодовые

Представитель: обыкновенная амеба (амеба-протей).

Обитает: на дне водоемов, в лужах.

Внешне напоминает маленький комочек слизи.

Рис. Строение амебы

Амеба состоит из одной клетки, окруженной клеточной мембраной.

Цитоплазма двух типов: эктоплазма (наружный слой цитоплазмы), эндоплазма (внутренний слой цитоплазмы).

Движение с помощью псевдоподий.

Питание:

• фагоцитоз — поглощение клеткой твердых пищевых частиц;

• пиноцитоз — поглощение клеткой пузырьков жидкости.

Рис. Фагоцитоз

Питается амеба одноклеточными водорослями, бактериями, детритными частицами, которые она обтекает своими ложноножками и фагоцитирует. Образовавшаяся фагосома в цитоплазме сливается с лизосомой, в результате чего формируется пищеварительная вакуоль.

Растворенные питательные вещества поступают в цитоплазму, а непереваренные остатки пищи удаляются из тела амебы путем экзоцитоза.

Сократительная вакуоль — пузырек с водянистой жидкостью, который с периодичностью 1—5 минут сокращается, удаляя свое содержимое наружу.

Газообмен осуществляется диффузно через плазматическую мембрану.

Размножается амеба путем митотического деления клетки надвое.

Рис. Стадии деления амебы (1 — 5)

При наступлении неблагоприятных условий амеба перестает питаться, тело ее становится округлым, на его поверхности выделяется плотная защитная оболочка — образуется циста. В состоянии цисты амеба переносит неблагоприятные для нее условия: зимние холода, пересыхание водоёмов. В состояние цисты некоторые амебы могут расселяться.

Рис. Образование амебой цисты (1) и переход в активное состояние (2 — 3)

При наступлении благоприятных условиях амёба покидает оболочку цисты. Она выпускает псевдоподии и переходит в активное состояние.

Значение саркодовых

1. Некоторые группы саркодовых (раковинные амебы, радиолярии и др.) образуют плотную раковину из извести или кремнезема. В раковине прячется тело животного, а наружу высовываются лишь псевдоподии. Некоторые такие амёбы в больших количествах обитают в морях и океанах, их раковины образуют осадочные породы, в частности, известняк и мел.

2. Компоненты биоценоза в цепи питания. 

3. Дизентерийная амеба — является паразитом человека. Поражая слизистую оболочку толстой кишки, она является возбудителем амебиаза, или амебной дизентерии.

Класс Жгутиконосцы (Mastigophora), или Жгутиковые (Flagellata)

Передвигаются за счёт вращения одного или нескольких жгутиков. 

Тело жгутиковых покрыто эластичной оболочкой — пелликулой, определяющей их форму.

Ядро одно или несколько. У одних видов жгутиковых размножение только бесполое, у других — бесполое и половое.

В классе имеются представители как с автотрофным способом питания (фототрофы), так и с гетеротрофным.

Представитель: эвглена зелёная.

Рис. Строение эвглены зеленой

Эвглена зеленая обитает в толще воды пресных стоячих водоемов.

На переднем конце тела расположен жгутик. Передвигается эвглена жгутиком вперед, ввинчиваясь в воду. 

Питание: эвглены имеет свои особенности. В ее цитоплазме имеется около 20 хлоропластов, содержащих хлорофилл. С помощью светочувствительного красного глазка (стигмы) эвглена находит освещенные участки толщи воды, где условия для фотосинтеза более благоприятны. Это свойство называется положительным фототаксисом. 

При длительном содержании эвглены в темноте она переходит к питанию готовыми органическими веществами путем заглатывания пищевых частиц (голозойное питание), которое происходит при помощи сокращений жгутика. У основания жгутика расположен клеточный рот (цистостома), за которым следует глотка. На ее внутреннем конце формируются пищеварительные вакуоли.Таким образом, у эвглены смешанный (миксотрофный) тип питания, который дает ей возможность выживать в разных условиях.

Сократительная вакуоль у эвглены располагается в передней части тела., она участвует в удалении лишней воды из тела.

Размножение у эвглены бесполое: путем деления клетки надвое в продольном направлении. При благоприятных условиях она размножается каждые сутки.

Рис. Стадии деления эвглены зеленой

При неблагоприятных условиях у эвглены, как и у амебы, образуется циста. При этом жгутик отпадает, а тело эвглены округляется, покрываясь плотной защитной оболочкой. В таком состоянии эвглена проводит зиму или переносит высыхание водоема.

Значение жгутиконосцев

1. Компоненты биоценоза в цепи питания.

2. Свободноживущие автогетеротрофные жгутиконосцы играют огромную роль в жизни водоемов, являясь начальными звеньями пищевых цепей, а образуемый ими в ходе фотосинтеза кислород насыщает водную среду и используется для дыхания гидробионтов. 

3. Некоторые жгутиконосцы являются кишечными симбионтами млекопитающих.

4. Среди жгутиконосцев много возбудителей опасных заболеваний:

• африканская «сонная» болезнь (возбудитель — трипаносома; переносчик — муха це-це),

• лямблиоз (возбудитель — лямблии),

• лейшманиоз (возбудитель — лейшмании, переносчик — москит)

ТИП ИНФУЗОРИИ (INFUZORIA), ИЛИ РЕСНИЧНЫЕ (CILIOPHORA)

Это наиболее сложно устроенные простейшие.

Инфузории могут быть одиночными и колониальными.

По типу питания: сапрофаги, хищники и паразиты.

Движение: с помощью ресничек.

Обычно, имеют несколько ядер, различающихся по строению и функциям.

Представитель: инфузория-туфелька.

Рис. Инфузория

Обитает в стоячих водоемах.

Тело инфузории покрыто трехмембранной пелликулой: под клеточной мембраной расположен слой мембранных пузырьков (альвеол). Благодаря пелликуле форма тела у инфузории постоянная. 

Рис. Пелликула инфузорий

Два ядра:

• большое полиплоидное ядро (макронуклеус) отвечает за вегетативные функции (питание, дыхание, выделение);

• малое ядро (микронуклеус) участвует в половом процессе. 

Рис. Строение инфузории

Движение туфельки осуществляется с помощью многочисленных (более 10 тыс.) ресничек, расположенных правильным продольными рядами. Они совершают согласованные волнообразные колебания.

Питание происходит следующим образом. На одной из сторон тела туфельки имеется воронкообразное углубление, ведущее в клеточный рот и трубчатую глотку. С помощью ресничек, выстилающих воронку, пищевые частицы (бактерии, одноклеточные водоросли, детрит) загоняются в рот, а затем в глотку. Из глотки пища путем фагоцитоза проникает в цитоплазму Образовавшаяся при этом пищеварительная вакуоль подхватывается круговым током цитоплазмы.

В течение 1—1,5 ч пища переваривается, всасывается в цитоплазму, а непереваренные остатки через отверстие в пелликуле — порошицу — выводятся наружу. 

На изображениях туфельки в передней и задней части можно видеть парный  внутренний звездообразный орган — сократительная вакуоль с расположенными вокруг нее ампулами. Концентрация растворенных веществ в теле туфельки выше, чем в окружающей среде, и из-за разности осмотического давления вода устремляется внутрь. Жидкость сначала наполняет ампулы, которые в какой-то момент опорожняются в сократительную вакуоль, раздувающуюся в пузырек. Затем по специальной протоке вода выбрасывается наружу. У туфельки две сократительные вакуоли, они пульсируют поочередно.

Размножение инфузории-туфельки

Бесполое размножение: сначала оба ядра делятся митозом, а затем происходит деление тела инфузории-туфельки пополам в поперечном направлении. Недостающие органеллы заново развиваются у обеих дочерних особей.

Половой процесс: конъюгация.

Рис. Конъюгация

При этом две инфузории прикладываются друг к другу сторонами, где расположен рот. Пелликула в месте контакта особей растворяется, и между ними образуется цитоплазматический мостик (А).

Малые ядра делятся мейотически (Б).

Большое ядро разрушается и в половом процессе не принимает участия (В — Г). 

Из четырех образовавшихся в каждой инфузории гаплоидных ядер три распадаются (Д).

Оставшееся четвертое ядро делится митотически еще один раз.

Одно из двух образовавшихся ядер (стационарное) остается в той же инфузории, а другое (мигрирующее) переходит в клетку партнера по конъюгации (Е).

После слияния стационарного и мигрирующего ядер образуется диплоидное ядро с рекомбинированным генетическим материалом (Ж).

В каждой из инфузорий диплоидное ядро делится несколько раз, и после ряда преобразований формируются малое и обновленное большое ядро (З — К).

Через некоторое время инфузории приступают к активному бесполому размножению делением.Туфелька использует два способа размножения: бесполый и половой. 

Раздрожимость

Инфузории воспринимают различные внешние раздражители и соответствующим образом реагируют на них. Как правило, ответом на раздражение служит их пространственное перемещение. Раздражение может вызвать целенаправленное движение к источнику раздражения или от него. Когда инфузория движется к раздражителю, говорят о положительном таксисе, если она его избегает — об отрицательном.

Значение инфузорий

1. Компоненты биоценоза в цепи питания. 

2. Паразитическая инфузория балантидий вызывает заболевания животных и человека — колит кишечника. 

3. Обитающие в почве инфузории и другие простейшие способствуют повышению плодородия орошаемых земель в южных районах. 

4. Рыб часто поражает инфузория ихтиофтириус. Она внедряется в кожу, плавники и жабры рыб, приводит к их гибели. 

Тип Споровики (Sporozoa)

Споровики как исключительно паразитическая группа простейших, обладают особым комплексом органелл на переднем (апикальном) конце молодых клеток для проникновения в клетку хозяина.

У них отсутствуют органеллы движения, а жгутики имеются только у мужских гамет.

У большинства наблюдается половой процесс — копуляция, и у многих образуются из зиготы ооциста со спорами, с молодыми паразитами — спорозоитами.

Представитель: малярийный плазмодий.

Малярийный плазмодий — возбудитель малярии, опасного массового заболевания человека, особенно в регионах с теплым и влажным климатом.

Жизненный цикл паразита сложен и сопровождается сменой хозяев.

Половое размножение происходит в кишечнике самки малярийного комара (основной хозяин), а бесполое — в эпителиальных клетках печени и эритроцитах человека (промежуточный хозяин).

Рис. Жизненный цикл малярийного плазмодия

Заражение человека происходит при укусе самки малярийного комара рода анофелес. Со слюной паразиты (спорозоиты) проникают в кровь и попадают в клетки печени, где они размножаются посредством многократного деления (шизогония), и их число резко увеличивается.

Через 7 — 10 суток (инкубационный период) паразиты переходят в кровь и проникают в эритроциты, питаются их содержимым (гемоглобином) и вновь размножаются шизогонией.

Эритроциты разрушаются, а образовавшиеся новые паразиты поражают другие эритроциты. Массовое разрушение эритроцитов сопровождается развитием тяжелого малокровия. При выходе плазмодиев из эритроцитов в плазму крови попадают ядовитые продукты метаболизма, что вызывает у больного человека приступ лихорадки с повышением температуры до 40°С, головную боль, озноб.

После смены ряда поколений некоторые из внедрившихся в эритроциты паразитов не размножаются, а растут и превращаются в предшественников половых клеток. Однако их окончательное созревание происходит в кишечнике самки малярийного комара, куда они попадают при сосании ими крови больного малярией человека. После созревания половых клеток происходит оплодотворение, подвижная зигота внедряется в эпителий желудка комара. Ядро зиготы многократно делится — один раз путем мейоза и много раз митотически. В результате образуется огромное количество паразитов (спорозоитов). Они попадают в полость тела, с гемолимфой подносятся к слюнным железам и проникают в них. После этого самка малярийного комара способна заразить человека малярией.

тип споровики (apicomplexa)

Все споровики — облигатные паразиты животных. Обычно их клетки не имеют специализированных органоидов движения, то есть псевдоподий, жгутиков или ресничек (за исключением жгутиковых гамет), однако могут двигаться путем изгибания или скольжения.

По современным данным, относятся к царству Chromalveolata,  подцарству Alveolata, то есть их ближайшие родственники — инфузории и динофлагелляты. 

Название типа Apicomplexa связано с наличием у них апикального комплекса — специализированной внутриклеточной структуры, необходимой для проникновения в клетки хозяев. Стадия, на которой присутствует апикальный комплекс и происходит инфицирование клетки хозяина, называется спорозоитом. Строение апикального комплекса будет рассмотрено на примере гемоспоридий (у других групп споровиков оно может отличаться).

Клетки бладают следующими основными характеристиками:

• ядро гаплоидно

• жгутики присутствуют только у подвижных гамет, их число — 1-3

• кристы митохондрий трубчатые

• клетка имеет оболочку — пелликулу, включающую в себя 3 мембраны. Наружный слой пелликулы — это наружная клеточная мембрана, два внутренних принадлежат находящимся под ней плоским мембранным цистернам (альвеолам). Такая структура оболочки характерна для всех альвеолят.

• у некоторых представителей встречаются бесцветные пластиды

• редукция в жизненном цикле зиготическая (то есть зигота делится мейозом)

• характерна шизогония — множественное деление, когда ядро многократно делится митотически и затем образуются отдельные мелкие клетки.

 Тип подразделяется на три группы:

• грегарины

• кокцидии

• гемоспоридии (кровяные споровики).

Также к споровикам ранее относили:

микроспоридий (Microsporidia), паразитов животных, которые в настоящее время относятся к грибам

грегарины

Паразиты беспозвоночных (моллюсков, членистоногих, кольчатых червей). Как правило, обитают в кишечнике, но могут поражать и другие ткани.

Клетка грегарины обладает вытянутой червеобразной формой. Тело многих грегарин подразделено на три отдела: эпимерит, протомерит и дейтомерит. Дейтомерит крупнее протомерита и содержит ядро. 

Строение грегарины Corycella armata: 1 — эпимерит; 2 — протомерит; 3 — дейтомерит.

кокцидии

Паразиты червей, нематод, членистоногих, моллюсков,позвоночных (в том числе человека и домашних животных). Вызывают заболевания — кокцидиозы. Как и грегарины, обычно поселяются в кишечнике хозяев, обычно паразитируют внутри клеток.

Жизненный цикл представителей подразделён на три стадии: шизогонию, гамогонию и спорогонию; у некоторых видов протекает со сменой хозяев. Наиболеьшее значение для человека имеет токсоплазма — Toxoplasma gondii.

Основные хозяева токсоплазм — представители семейства кошачьих. В качестве промежуточных хозяев выступают различные виды теплокровных животных, в том числе и люди. Токсоплазмоз, болезнь, вызываемая токсоплазмой, обычно протекает у человека легко. Однако для плода, в случае если мать заразилась токсоплазмозом во время беременности, а также для человека или кошки с пониженным иммунитетом эта болезнь может иметь серьёзные последствия, вплоть до летального исхода. 

гемоспоридии

Жизненный цикл сложный, с чередованием двух хозяев — беспозвоночного и позвоночного. К гемоспоридиям относится малярийный плазмодий.

На рисунке показан план строения спорозоита — инфекционной стадии гемоспоридиев. Видно сложное строение апикального комплекса, служащего для проникновения в клетку хозяина. Роптрии — цистерны с ферментами, растворяющими оболочку заражаемой клетки, микронемы — микротрубочковые структуры, микропора — предположительно, клеточный рот.

1 — полярное кольцо, 2 — коноид, 3 — микронемы, 4 — роптрии, 5 — ядро, 6 — ядрышко, 7 — митохондрия, 8 — заднее кольцо, 9 — альвеолы, 10 — аппарат Гольджи, 11 — микропора.

Жизненный цикл малярийного плазмодия

Пироплазмы — это споровики из родов Babesia и Theileria. Пироплазмоз (бабезиоз) редко наблюдается у человека, но весьма распространён у других млекопитающих, например, собак, скота. Переносят его клещи.