Charakterystyka subkrólestwa jednokomórkowego. Krótki opis pierwotniaków subkrólestwa

Organizmy jednokomórkowe zostały po raz pierwszy odkryte przez ludzkie oko w latach siedemdziesiątych XVII wieku za sprawą holenderskiego przyrodnika, obdarzonego wielką pasją rozumienia świata, Antoniego van Leeuwenhoeka. To on jako pierwszy zbadał te „małe zwierzęta” za pomocą swoich niesamowitych soczewek. Ich badania naukowe rozpoczęły się później i nie zakończyły się do dziś. Organizmy jednokomórkowe żyją wszędzie, także w warunkach, w których inne organizmy nie mogą przetrwać.

Jakie charakterystyczne cechy są nieodłączne od organizmów jednokomórkowych?

1. Morfologicznie organizmy jednokomórkowe są pojedyncza komórka. Pod względem funkcji jest jednak samowystarczalny organizm, które mogą poruszać się w przestrzeni, rozmnażać się i żywić. Rozmiary organizmów jednokomórkowych wahają się od kilku mikronów do kilku centymetrów. Kilka lat temu w Rowie Mariańskim odkryto wielojądrowe ksenofiofory o średnicy co najmniej 10 centymetrów.

2. Płynny środek- podstawowy warunek istnienia organizmów jednokomórkowych. Co więcej, jest to nie tylko morze lub bagno, ale także płyny znajdujące się w ciele człowieka lub innych stworzeń.

3. Organizmy jednokomórkowe zajmują przestrzeń i przyciągają żywność bliżej za pomocą pseudopody(chwilowe, stale zmieniające się kształty wyrostki ektoplazmy, przypominające amebę), wici(cienkie, długie organelle, nitki cytoplazmy umiejscowione z przodu ciała, jak u eugleny zielonej) oraz rzęsy(liczne przerosty cytoplazmy w całym ciele, jak orzęski). Wici wkręcają się w ciecz jak korkociąg, a rzęski „klapują”, tworząc ruch falowy.

4. Większość organizmów jednokomórkowych - heterotrofy, czyli żywią się gotowymi substancjami organicznymi. Euglena zielona - miksotrof, ale kolonialny Volvox - autotrof.

5. Drażliwość(zdolność komórki do zmiany właściwości fizykochemicznych pod wpływem warunków środowiskowych), jedna z podstawowych właściwości żywego organizmu, objawia się u pierwotniaków taksówki: reakcje na wszelkie podrażnienia. Organizmy jednokomórkowe poruszają się albo w stronę bodźca (na przykład kawałka jedzenia), albo od niego.

6. Odruchy organizmy jednokomórkowe nie mają z powodu braku układu nerwowego.

8. Podczas bezpłciowego rozmnażania pierwotniaków, w przeciwieństwie do wielokomórkowych, nie dochodzi do zniszczenia otoczka nuklearna podczas podziału komórki.

9. Oczywiście, że pierwotniaki mają mitochondria.

Znaczenie zwierząt jednokomórkowych

1. Pierwotniaki są zjadane przez większe bezkręgowce.

2. Przez setki tysięcy lat zewnętrzne i wewnętrzne szkielety ameby jąderkowej, otwornic, radiolarianów i innych podobnych stworzeń utworzyły morskie skały osadowe, których ludzie używają w budownictwie (na przykład skała muszlowa).

Pierwotniaki typu obejmują około 25 tysięcy gatunków jednokomórkowych zwierząt żyjących w wodzie, glebie lub organizmach innych zwierząt i ludzi. Mając podobieństwa morfologiczne w strukturze komórek z organizmami wielokomórkowymi, pierwotniaki znacznie różnią się od nich pod względem funkcjonalnym.

Jeśli komórki zwierzęcia wielokomórkowego pełnią specjalne funkcje, wówczas komórka pierwotniaka jest niezależnym organizmem, zdolnym do metabolizmu, drażliwości, ruchu i rozmnażania.

Pierwotniaki to organizmy na poziomie komórkowym. Morfologicznie pierwotniak jest odpowiednikiem komórki, ale fizjologicznie jest całym, niezależnym organizmem. Zdecydowana większość z nich ma mikroskopijne rozmiary (od 2 do 150 mikronów). Jednak niektóre żywe pierwotniaki osiągają 1 cm, a muszle wielu kopalnych kłączy mają średnicę do 5-6 cm, a łączna liczba znanych gatunków przekracza 25 tysięcy.

Struktura pierwotniaków jest niezwykle różnorodna, ale wszystkie mają cechy charakterystyczne dla organizacji i funkcji komórki. W budowie pierwotniaków wspólne są dwa główne składniki organizmu - cytoplazma i jądro.

Cytaplazma

Cytoplazma jest ograniczona zewnętrzną błoną, która reguluje przepływ substancji do komórki. U wielu pierwotniaków komplikują to dodatkowe struktury, które zwiększają grubość i wytrzymałość mechaniczną warstwy zewnętrznej. W ten sposób powstają formacje, takie jak błonki i błony.

Cytoplazma pierwotniaków jest zwykle podzielona na 2 warstwy - zewnętrzna jest jaśniejsza i gęstsza - ektoplazma i wewnętrzne, wyposażone w liczne wtrącenia, - endoplazma.

Ogólne organelle komórkowe są zlokalizowane w cytoplazmie. Ponadto w cytoplazmie wielu pierwotniaków może znajdować się wiele specjalnych organelli. Szczególnie rozpowszechnione są różne formacje włókniste - włókna podtrzymujące i kurczliwe, wakuole kurczliwe, wakuole trawienne itp.

Rdzeń

Pierwotniaki mają typowe jądro komórkowe, jedno lub więcej. Jądro pierwotniaka ma typową dwuwarstwową otoczkę jądrową. Materiał chromatynowy i jąderka są rozmieszczone w jądrze. Jądra pierwotniaków charakteryzują się wyjątkową różnorodnością morfologiczną pod względem wielkości, liczby jąder, ilości soku jądrowego itp.

Cechy aktywności życiowej pierwotniaków

W przeciwieństwie do komórek somatycznych pierwotniaki wielokomórkowe charakteryzują się obecnością cyklu życiowego. Składa się z szeregu kolejnych etapów, które powtarzają się według określonego schematu istnienia każdego gatunku.

Najczęściej cykl rozpoczyna się od etapu zygoty, odpowiadającego zapłodnionemu jaju organizmów wielokomórkowych. Po tym etapie następuje pojedyncze lub wielokrotne powtarzane rozmnażanie bezpłciowe, realizowane poprzez podział komórek. Następnie tworzą się komórki płciowe (gamety), których połączenie parami ponownie tworzy zygotę.

Ważną cechą biologiczną wielu pierwotniaków jest zdolność otorbienie. W tym przypadku zwierzęta stają się zaokrąglone, zrzucają lub cofają organelle ruchu, wydzielają gęstą skorupę na swojej powierzchni i zapadają w stan spoczynku. W stanie otorbionym pierwotniaki mogą tolerować nagłe zmiany w środowisku, zachowując jednocześnie żywotność. Kiedy powrócą warunki sprzyjające życiu, cysty otwierają się i wyłaniają się z nich pierwotniaki w postaci aktywnych, mobilnych osobników.

W oparciu o strukturę organelli ruchu i cechy reprodukcji typ pierwotniaków dzieli się na 6 klas. Główne 4 klasy: Sarcodaceae, Wiciowce, Sporozoany i Orzęski.

Do podkrólestwa Pierwotniaki są zwierzętami jednokomórkowymi. Niektóre gatunki tworzą kolonie.

Komórka pierwotniaka ma taką samą strukturę jak komórka zwierzęcia wielokomórkowego: jest ograniczona błoną, przestrzeń wewnętrzna jest wypełniona cytoplazmą, która zawiera jądro (jądra), organelle i wtręty.

Błona komórkowa u niektórych gatunków jest reprezentowana przez błonę zewnętrzną (cytoplazmatyczną), u innych - przez błonę i błonkę. Niektóre grupy pierwotniaków tworzą wokół siebie muszle. Błona ma budowę typową dla komórki eukariotycznej: składa się z dwóch warstw fosfolipidów, w których „zanurza się” na różną głębokość białka.

Liczba rdzeni - jeden, dwa lub więcej. Kształt jądra jest zwykle okrągły. Rdzeń jest ograniczony dwiema membranami, które są przesiąknięte porami. Wewnętrzną zawartością jądra jest sok jądrowy (karioplazma), który zawiera chromatynę i jąderka. Chromatyna składa się z DNA i białek i jest międzyfazową formą istnienia chromosomów (chromosomy zdekondensowane). Jąderko składa się z rRNA i białek i jest miejscem tworzenia podjednostek rybosomów.

Zewnętrzna warstwa cytoplazmy jest zwykle lżejsza i gęstsza - ektoplazma, warstwa wewnętrzna - endoplazma.

Cytoplazma zawiera organelle charakterystyczne zarówno dla komórek zwierząt wielokomórkowych, jak i organelle charakterystyczne tylko dla tej grupy zwierząt. Organelle pierwotniaków wspólne z organellami wielokomórkowej komórki zwierzęcej: mitochondria (synteza ATP, utlenianie substancji organicznych), siateczka śródplazmatyczna (transport substancji, synteza różnych substancji organicznych, kompartmentalizacja), kompleks Golgiego (akumulacja, modyfikacja, wydzielanie różnych substancje organiczne, synteza węglowodanów i lipidów, miejsce powstawania lizosomów pierwotnych), lizosomy (rozkład substancji organicznych), rybosomy (synteza białek), centrum komórkowe z centriolami (tworzenie mikrotubul, zwłaszcza mikrotubul wrzecionowych), mikrotubule i mikrofilamenty (cytoszkielet). Organelle pierwotniaków charakterystyczne tylko dla tej grupy zwierząt: znamiona (percepcja światła), trichocysty (obrona), akstostyl (podpora), wakuole kurczliwe (osmoregulacja) itp. Organelle fotosyntezy, obecne w wiciowcach roślinnych, nazywane są chromatoforami. Organelle ruchu pierwotniaków są reprezentowane przez pseudopodia, rzęski i wici.

Odżywianie - heterotroficzne; u wiciowców roślinnych - autotroficzne, mogą być miksotroficzne.

Wymiana gazowa zachodzi przez błonę komórkową; zdecydowana większość pierwotniaków to organizmy tlenowe.

Reakcja na wpływy środowiska (drażliwość) objawia się w postaci taksówek.

W niesprzyjających warunkach większość pierwotniaków tworzy cysty. Torbiel to sposób na przetrwanie niesprzyjających warunków.

Główną metodą rozmnażania pierwotniaków jest rozmnażanie bezpłciowe: a) podział komórki macierzystej na dwie komórki potomne, b) podział komórki macierzystej na wiele komórek potomnych (schizogonia), c) pączkowanie. Rozmnażanie bezpłciowe opiera się na mitozie. U wielu gatunków zachodzi proces seksualny - koniugacja (rzęski) i rozmnażanie płciowe (sporofity).

Siedliska: zbiorniki wody morskiej i słodkiej, gleba, organizmy roślinne, zwierzęce i ludzkie.

Klasyfikacja pierwotniaków

• Pierwotniaki Podkrólestwa lub pojedyncze komórki (pierwotniaki)
  • Typ Sarcomastigophora
    • Podtyp Wiciowce (Mastigophora)
      • Klasa Wiciowce roślinne (Phytomastigophorea)
      • Klasa Wiciowce zwierzęce (Zooomastigophorea)
    • Podtyp Opalina (Opalinata)
    • Podtyp Sarcodina
      • Klasa Rhizopoda (Rhizopoda)
      • Klasa Radiolaria lub Promienie (Radiolaria)
      • Klasa Słoneczniki (Heliozoa)
  • Typ Apicomplexa
    • • Klasa Perkinsea
      • Klasa Sporozoea
  • Gromada Myxosporidium (Myxozoa)
    • • Klasa Myxosporea
      • Klasa Actinosporidia (Actinosporea)
  • Typ Mikrosporydia (Microspora)
  • Rodzaj orzęsków (Ciliophora)
    • • Klasa Ciliated orzęski (Ciliata)
      • Klasa Ssanie orzęsków (Suctoria)
  • Typ Labirynt (Labirinthomorpha)
  • Typ Ascetosporydia

Pierwotniaki pojawiły się około 1,5 miliarda lat temu.

Pierwotniaki należą do prymitywnych jednokomórkowych eukariontów (superkrólestwo Eucariota). Obecnie powszechnie przyjmuje się, że eukarionty wyewoluowały z prokariotów. Istnieją dwie hipotezy dotyczące pochodzenia eukariontów od prokariotów: a) kolejne, b) symbiotyczne. Zgodnie z kolejną hipotezą organelle błonowe powstają stopniowo z plazmalemmy prokariotów. Zgodnie z hipotezą symbiotyczną (hipoteza endosymbiotyczna, hipoteza symbiogenezy) komórka eukariotyczna powstaje w wyniku szeregu symbioz kilku starożytnych komórek prokariotycznych.

Do organizmów jednokomórkowych, czyli pierwotniaków, zalicza się zwierzęta, których ciało morfologicznie odpowiada jednej komórce, będąc jednocześnie niezależnym, integralnym organizmem ze wszystkimi swoimi nieodłącznymi funkcjami. Ogólna liczba gatunków pierwotniaków przekracza 30 tys.

Powstanie zwierzętom jednokomórkowym towarzyszyły aromorfozy: 1. Diploidalność (podwójny zestaw chromosomów) pojawiła się w jądrze ograniczonym otoczką jako struktura oddzielająca aparat genetyczny komórki od cytoplazmy i tworząca specyficzne środowisko dla oddziaływania genów w diploidalny zestaw chromosomów. 2. Pojawiły się organelle zdolne do samoreprodukcji. 3. Utworzyły się membrany wewnętrzne. 4. Pojawił się wysoce wyspecjalizowany i dynamiczny szkielet wewnętrzny – cytoszkielet. B. Proces seksualny powstał jako forma wymiany informacji genetycznej między dwojgiem ludzi.

Struktura. Plan strukturalny pierwotniaków odpowiada ogólnym cechom organizacji komórki eukariotycznej.

Aparat genetyczny jednokomórkowy jest reprezentowany przez jedno lub kilka jąder. Jeśli są dwa jądra, z reguły jedno z nich, diploidalne, jest generatywne, a drugie, poliploidalne, jest wegetatywne. Jądro generatywne pełni funkcje związane z rozmnażaniem. Jądro wegetatywne zapewnia wszystkie procesy życiowe organizmu.

Cytoplazma składa się z jasnej części zewnętrznej, pozbawionej organelli, - ektoplazma i ciemniejsza część wewnętrzna zawierająca główne organelle, - endoplazma. Endoplazma zawiera organelle ogólnego przeznaczenia.

W przeciwieństwie do komórek organizmu wielokomórkowego, organizmy jednokomórkowe mają organelle do specjalnych celów. Są to organelle ruchu - pseudopody - pseudopodia; wici, rzęski. Istnieją również organelle osmoregulacyjne - wakuole kurczliwe. Istnieją wyspecjalizowane organelle, które zapewniają drażliwość.

Organizmy jednokomórkowe o stałym kształcie ciała mają stałe organelle trawienne: lejek komórkowy, usta komórkowe, gardło, a także organellę do wydalania niestrawionych resztek - proszku.

Wniekorzystny w warunkach istnienia jądro z niewielką objętością cytoplazmy zawierającej niezbędne organelle jest otoczone grubą wielowarstwową torebką - cystą i przechodzi ze stanu aktywnego do spoczynku. Cysty pod wpływem sprzyjających warunków „otwierają się” i wyłaniają się z nich pierwotniaki w postaci aktywnych i mobilnych osobników.

Reprodukcja. Główną formą rozmnażania pierwotniaków jest rozmnażanie bezpłciowe poprzez mitotyczny podział komórek, jednak często spotyka się proces płciowy.

Klasa Sarcodae. lub Korzenie.

Ameba

Klasa obejmuje oddział ameby. Cechą charakterystyczną jest zdolność do tworzenia wypustek cytoplazmatycznych – pseudopodiów (pseudopodów), dzięki którym się poruszają.

Ameba: 1 - jądro, 2 - cytoplazma, 3 - pseudopodia, 4 - wakuola kurczliwa, 5 - utworzona wakuola trawienna

Struktura. Kształt ciała nie jest stały. Aparat dziedziczny jest reprezentowany przez jedno, zwykle poliploidalne jądro. Cytoplazma ma wyraźny podział na ekto- i endoplazmę, w których znajdują się organelle ogólnego przeznaczenia. Wolno żyjące formy słodkowodne mają prostą strukturę kurczliwej wakuoli.

Sposób odżywiania. Wszystkie kłącza żywią się fagocytozą, chwytając pokarm za pomocą pseudopodów.

Reprodukcja. Najbardziej prymitywni przedstawiciele rzędów ameb i ameb jąderkowych charakteryzują się jedynie rozmnażaniem bezpłciowym poprzez mitotyczny podział komórek.

Wiciowce klasowe

Struktura. Wiciowce mają wici, które służą jako organelle ruchu i ułatwiają chwytanie pożywienia. Może być jeden, dwa lub wiele. Ruch wici w otaczającej wodzie powoduje powstanie wiru, dzięki któremu małe cząsteczki zawieszone w wodzie przenoszone są do podstawy wici, gdzie znajduje się mały otwór - ujście komórki, prowadzące do głębokiego kanału gardłowego.

Euglena zielona: 1 - wici, 2 - wakuola kurczliwa, 3 - chloroplasty, 4 - jądro, 5 - wakuola kurczliwa

Prawie wszystkie wiciowce pokryte są gęstą elastyczną błoną, która wraz z rozwiniętymi elementami cytoszkieletu decyduje o stałym kształcie ciała.

Aparat genetyczny u większości wiciowców jest on reprezentowany przez pojedyncze jądro, ale istnieją również gatunki dwujądrowe (na przykład Giardia) i wielojądrowe (na przykład opalina).

Cytoplazma Jest wyraźnie podzielona na cienką warstwę zewnętrzną - przezroczystą ektoplazmę i głębszą endoplazmę.

Sposób odżywiania. Zgodnie ze sposobem karmienia wiciowce dzielą się na trzy grupy. Autotroficzny Organizmy, jako wyjątek w królestwie zwierząt, syntetyzują substancje organiczne (węglowodany) z dwutlenku węgla i wody przy pomocy chlorofilu i energii promieniowania słonecznego. Chlorofil występuje w chromatoforach, których organizacja jest podobna do plastydów roślinnych. Wiele wiciowców odżywiających się roślinami ma specjalne urządzenia, które odbierają stymulację światłem - znamiona.

Heterotroficzny organizmy (trypanosom - czynnik wywołujący śpiączkę) nie mają chlorofilu i dlatego nie mogą syntetyzować węglowodanów z substancji nieorganicznych. Mixotroficzny organizmy są zdolne do fotosyntezy, ale żywią się także minerałami i substancjami organicznymi wytwarzanymi przez inne organizmy (euglena zielona).

Osmoregulacyjne I Częściowo funkcje wydalnicze u wiciowców, takich jak sarcodidae, pełnią kurczliwe wakuole, które występują w wolno żyjących formach słodkowodnych.

Reprodukcja. U wiciowców obserwuje się rozmnażanie płciowe i bezpłciowe. Typową formą rozmnażania bezpłciowego jest rozszczepienie podłużne.

Wpisz Ciliates lub Ciliated

Ogólna charakterystyka. DO Rodzaj orzęsków obejmuje ponad 7 tysięcy gatunków. Rzęski służą jako organelle ruchu. Istnieją dwa jądra: duży poliploidalny - jądro wegetatywne(makrojądrowy) i mały diploidalny - jądro generatywne(mikrojądro).

Struktura. Orzeski mogą mieć różne kształty, najczęściej owalne, podobnie jak orzęski pantofelkowe, ich rozmiary osiągają długość 1 mm . Zewnętrzna strona ciała pokryta jest błonką. Cytoplazma zawsze wyraźnie podzielony na ekto- i endodermę. Ektoplazma zawiera ciała podstawne rzęsek. Elementy cytoszkieletu są ściśle powiązane z ciałami podstawnymi rzęsek.

Sposób karmienia orzęsków. W W przedniej połowie korpusu znajduje się podłużne wycięcie - jama ustna. W jego głębokości znajduje się owalny otwór - ujście komórkowe, prowadzące do zakrzywionej gardła, która jest podtrzymywana przez układ szkieletowych włókien gardłowych. Gardło otwiera się bezpośrednio do endoplazmy.

Osmoregulacja. Wolno żyjące orzęski mają kurczliwe wakuole.

Pantofelek orzęskowy: 1 - rzęski, 2 - wakuole trawienne, 3 - małe jądro, 4 - duże jądro, 5 - komórka w jamie ustnej, c - komórka gardła, 7 - proszek, 8 - wakuola kurczliwa<

Reprodukcja. Orzęski charakteryzują się naprzemiennym rozmnażaniem płciowym i bezpłciowym. Podczas rozmnażania bezpłciowego następuje poprzeczny podział orzęsków.

Siedlisko. Wolno żyjące orzęski występują zarówno w wodach słodkich, jak i morzach, a ich tryb życia jest zróżnicowany.

Rodzaj pierwotniaków

Sarkomastygofory

Sarkodowate

Amoeba proteus (pospolita), ameba czerwonka, radiolaria

Wiciowce

Euglena zielona, ​​Volvox, trypanosoma afrykańska, Leishmania, Trichomonas, Giardia hepatica

Sporozoany

Kokcydia

Plazmodium malaryczne

Orzeski

Migawkowy

Orzęski balantidium, orzęski pantofelkowe, orzęski trębacza

Trichofriaza