Лекция №13
К Царству Простейших относят более 30 000 видов. Простейшие широко распространены на нашей планете. Они обитают в самых различных средах – в морях, океанах, пресных водах и почве. Многие простейшие приспособились к паразитированию внутри клеток, в крови и тканевой жидкости человека и животных.
Клетка простейших – самостоятельная особь, выполняющая все функции целостного организма – состоит из цитоплазмы и одного или нескольких ядер и покрыта оболочкой. Части тела простейших, выполняющие различные функции, называют органеллами. Клетка простейших имеет те же органеллы общего назначения, что и клетки тела многоклеточного организма: рибосомы, комплекс Гольджи, митохондрии и др. У простейших есть органеллы передвижения, питания, защиты, выделения, осморегуляции и др.
Органеллы передвижения могут быть временными и постоянными образованиями. Ложноножки (псевдоподии) – временные выросты цитоплазмы, разнообразные по форме и размеру. Жгутики – постоянные органеллы, имеющие вид длинных и тонких нитей цитоплазмы, начинающиеся обычно на переднем конце тела. Число жгутиков невелико: 1 - 2, реже 4 - 8.
Реснички - многочисленные короткие выросты цитоплазмы, расположенные по всей поверхности тела.
Цитоплазма простейших распадается на два слоя: наружный, более светлый и плотный, называемый эктоплазмой; и внутренний, содержащий многочисленные включения, называемый эндоплазмой. Цитоплазма ограничена наружной мембраной, которая может увеличивать толщину и плотность наружного слоя, образуя пелликулу, или более прочную кутикулу.
По типу ассимиляции большинство простейших можно отнести к гетеротрофным организмам. Но среди свободноживущих есть автотрофные (вольвокс) и миксотрофные (эвглена зеленая) организмы.
Простейшие могут питаться частицами твердой пищи и иметь органеллы для их захвата, заглатывания и переваривания. У таких простейших (трихомонада) есть специальное ротовое отверстие – клеточный рот (цитостом), у некоторых, кроме того, есть клеточная глотка (цитофаринкс) (инфузории), у других пища поступает в любом месте тела (класс саркодовые – амеба).
Для переваривания пищи служит пищеварительная вакуоль, представляющая собой каплю жидкости, содержащую пищеварительные ферменты. Жидкость окружает пищевую частицу и вместе с ней начинает передвигаться по клетке. В. процессе перемещения пищеварительной вакуоли пища переваривается под действием ферментов и всасывается в окружающую цитоплазму. После того, как переваренная пища всосалась, пищеварительная вакуоль вместе с непереваренными остатками выбрасывается наружу в любой части тела амебы. У некоторых простейших (инфузорий) для этого имеется специальное отверстие -
порошица. Если в тело одновременно поступают несколько пищевых частиц, образуется соответствующее число вакуолей. Паразитические формы простейших, в основном, питаются осмотически, всасывая пищу всей поверхностью тела.
Некоторые представители простейших имеют хроматофоры, содержащие хлорофилл. Эти формы способны на свету осуществлять фотосинтез (вольвокс). Есть виды (эвглена зеленая), совмещающие оба типа ассимиляции - автотрофную (в присутствии света) и гетеротрофную (в темноте). Это миксотрофные организмы.
Органеллы выделения представлены выделительной (пульсирующей) вакуолью. Это небольшой пузырек жидкости, который периодически сокращается, выбрасывая жидкость наружу и вновь наполняется. У некоторых простейших (инфузории) помимо вакуолей имеются расположенные венчиком 5 - 7 приводящих каналов. Наполнение и сжатие вакуолей происходит через равные промежутки времени, ритмически. Через сократительные вакуоли удаляются излишки воды и жидкие продукты диссимиляции. Благодаря сократительным вакуолям осмотическое давление поддерживается на одном и том же уровне. Таким образом, сократительная вакуоль играет роль органеллы выделения,
дыхания и осморегуляции.
Многие простейшие имеют органеллы защиты – трихоцисты.
Явления раздражимости у простейших проявляются в виде таксисов. Они представляют собой движения, направленные либо в сторону раздражителя (положительный таксис), либо от него (отрицательный таксис).
Простейшим, как и всем живым организмам, свойственно размножение. Существует две основные формы размножения простейших: бесполая и половая. В основе того и другого размножения лежит процесс деления клетки. При бесполом размножении происходит митотическое деление ядра вегетативной (материнской) особи на две равные части, с образованием двух дочерних ядер, или множественное деление – шизогония, при котором ядро материнской особи дает начало нескольким дочерним ядрам, затем тело распадается на соответствующее число дочерних клеток (особей).
Время от времени в жизненном цикле некоторых простейших происходит половой процесс, называемый конъюгацией (инфузории) или копуляцией. Половой процесс сводится к слиянию двух генеративных (половых) ядер, прошедших стадию редукционного деления, содержащих гаплоидный набор хромосом, и образованию зиготы, дающей начало новому поколению. У многих видов простейших происходит чередование форм размножения. Образуются сложные циклы развития.
Жизненный цикл – ряд следующих друг за другом стадий, которые в существовании данного вида повторяются с определенной закономерностью. Цикл развития связан с размножением и условиями обитания. Цикл развития начинается с зиготы, затем следует бесполое размножение, далее формируются половые особи. В результате полового процесса образуется зигота. У большинства простейших, особенно у паразитических форм, происходит при этом переход из одной среды обитания в другую. Сложный цикл развития имеют, например, представители класса споровиков (малярийный плазмодий).
При неблагоприятных условиях (понижение или повышение температуры, высыхание и т.д.) простейшие перестают питаться, теряют органеллы движения, округляются и покрываются толстой оболочкой. Такая стадия получила название цисты, а процесс превращения в цисту –инцистирования. В состоянии цисты простейшие сохраняют жизнеспособность втечение длительного времени даже при неблагоприятных условиях. Когда условиястановятся благоприятными оболочка цисты растворяется, возобновляется
движение, питание, и циста превращается в вегетативную форму.
Простейшие включают 7 типов, из которых три типа (Sarcomastigophora, Apicomplexa, Ciliophora) имеют представителей, вызывающих заболевания у человека.
Тип Sarcomastigophora (Саркожгутиконосцы). Подтип Mastigophora (жгутиконосцы) включает следующие патогенные представители: трипаносома — возбудитель африканского трипаносомоза (сонная болезнь); лейшмании — возбудители кожной и висцеральной форм лейшманиозов; трихомонады — возбудителя трихомоноза; лямблию — возбудителя лямблиоза. Эти простейшие характеризуются наличием жгутиков: один — у лейшманий, 4 свободных жгутика и короткая ундулирующая мембрана — у трихомонад. К подтипу Sarcodina (саркодовые) относится дизентерийная амеба— возбудитель амебной дизентерии человека. Морфологически с ней сходна непатогенная кишечная амеба. Эти простейшие передвигаются путем образования псевдоподий, с помощью которых происходят захват и погружение в цитоплазму клеток питательных веществ. Половой путь размножения у амеб отсутствует. При неблагоприятных условиях они образуют цисту.
Тип Apicomplexa (Апикомплексы). В классе Sporozoa (споровики) патогенными представителями являются возбудители токсоплазмозов, кокцидиозов, саркоцистозов, малярии. Каждый из этих представителей имеет сложное строение и свои особенности жизненного цикла. Так, например, жизненный цикл возбудителя малярии характеризуется чередованием полового размножения (в организме комаров Anopheles) и бесполого (в клетках тканей и эритроцитах человека, где они размножаются путем множественного деления). Токсоплазмы имеют форму полулуний. Человек заражается ими от животных, возбудитель может передаваться через плаценту, поражая центральную нервную систему и глаза плода.
Тип Ciliophora (Реснитчатые). Патогенным представителем является возбудитель балантидиаза, он поражает толстую кишку человека. Балантидии подвижны, имеют многочисленные реснички.