Многоклеточные простейшие организмы: Что такое одноклеточные и многоклеточные организмы

Содержание

Переход к многоклеточной жизни был относительно простым

Переход от одноклеточных организмов к многоклеточным кажется непреодолимой пропастью. Бактерии, простейшие и другие одноклеточные прекрасно существуют на своем уровне развития и не нуждаются в объединении с себе подобными. Хотя многоклеточность и сулит блестящие эволюционные перспективы, естественный отбор не способен заглядывать в будущее.

Однако, возможно, переход к многоклеточности был проще, чем мы думаем, отмечает Science Mag. У биологов есть несколько аргументов в пользу этой точки зрения. Во-первых, некоторые группы живых организмов неоднократно становились многоклеточными. Во-вторых, у одноклеточных есть все механизмы, необходимые для объединения, дифференцировки и управления клетками. И, наконец, эксперименты показывают, что на формирование многоклеточности нужно не так уж много времени — всего несколько сотен поколений.

Ученые не могут назвать точную дату появления многоклеточных организмов. Первые намеки на нее появляются в палеонтологической летописи 3 миллиарда лет назад. Однако исследователям известно, что животные и высшие растения переходили к многоклеточности лишь один раз за свою историю.

Первые сделали это не позднее 570, а вторые — не позднее 470 млн лет назад. В отличие от них, грибы независимо становились многоклеточными примерно 12 раз. Это же касается и водорослей.

В изучении перехода к многоклеточности ученым помогает группа простейших, известных как хоанофлагеллаты. Эти микроскопические создания, дальние родственники животных, снабжены жгутиком и воронтичком и иногда формируют сферические колонии. Анализируя геном хоанофлагеллат, исследователи приходят к выводу, что переход к многоклеточности не был сложным процессом.

В ДНК простейших обнаружился целый набор генов, характерных для сложных животных и, казалось бы, ненужных одноклеточным. Среди них — регуляторы роста и дифференциации клеток, а также гены, кодирующие производство клеточного «клея». Недавнее исследование 21 вида хоанофлагеллат выявило 350 генов, которые, как считалось ранее, характерны лишь для многоклеточных. Если эти создания действительно предки животных, то они были отлично экипированы для дальнейшей эволюции.

Ученые предполагают, что в организмах простейших эти гены выполняют совершенно иные функции. Когда древние одноклеточные начали переход к многоклеточности, им пришлось использовать старые гены для новых целей, а также по-новому использовать существующие механизмы работы.

Однако некоторых генов, необходимых для многоклеточной жизни, современным простейшим не хватает. Речь идет о факторах транскрипции, которые тонко регулируют работу генов. У простейших они есть, но у животных эти гены работают намного точнее и эффективнее. Возможно, именно здесь кроется секрет, без которого настоящая многоклеточность невозможна. Именно эволюция регуляторных участков позволила нашим предкам перераспределить функции существующих генов.

Эта гипотеза была проверена на дрожжах. Культуру этих одноклеточных грибов подвергли своеобразной форме искусственного отбора, оставляя для размножения только самые крупные клетки. В течение двух месяцев дрожжи начали формировать ветвящиеся многоклеточные кластеры. После 3000 поколений у дрожжей появились даже своего рода «половые клетки» — отделяющиеся фрагменты, которые давали начало новым колониям. Ученые только начали изучать генетическую основу этих изменений, но уже заметили, что дрожжи используют старые гены для новых целей.

Сходные результаты дал эксперимент с одноклеточными водорослями Chlamydomonas. Отбирая самые крупные клетки, ученые добились появления многоклеточных колоний в течение 750 поколений — около двух лет. Любопытно, что в данном случае отбор был естественным: мелкие клетки отбраковывали не исследователи, а питающиеся ими инфузории.

Однако остается один вопрос. Если многоклеточность может возникнуть относительно легко, почему между появлением первых живых организмов и первых многоклеточных прошло несколько миллиардов лет? Традиционный ответ гласит, то сложные организмы могли появиться лишь при высоких уровнях кислорода — условие, которое было выполнено около 1 млрд лет назад.

Новая гипотеза предполагает, что низкое содержание кислорода, напротив, благоприятствовало эволюции многоклеточных организмов. Многоклеточные с большей поверхностью мембраны эффективнее поглощали кислород и питательные вещества, что обеспечило им эволюционное преимущество. А долгое формирование многоклеточности авторы гипотезы связывают с тем, что на формирование нужных регуляторных генов необходимо много времени.

Однажды став многоклеточными, организмы редко возвращаются к первоначальному состоянию. Число разных тканей и клеток в их организмах растет, а с ними увеличивается сложность регуляторных механизмов. В результате возникает эффект храповика: чем сложнее организм, тем труднее его специализированным клеткам вернуться к одиночному образу жизни. Недавно эта гипотеза была подтверждена математически. 

Исследования эволюции порой преподносят биологом сюрпризы. Например, анализ генетических данных показал, что возраст большинства современных видов — 100-200 тысяч лет. Это говорит о том, что эволюционное развитие видов идет постоянно, даже если нам кажется, что они не меняются.

Занятие № 10 Тип Простейшие. Многоклеточные животные. Тип Губки. Тип Кишечнополостные

I. Краткие пояснения

ПРОСТЕЙШИЕ (Protozoa), таксономическая группа микроскопических, в принципе одноклеточных, но иногда объединенных в многоклеточные колонии организмов. Примерно 30 000 описанных видов. Все простейшие — эукариоты, т.е. их генетический материал, ДНК, находится внутри окруженного оболочкой клеточного ядра, что отличает их от прокариотных бактерий, у которых оформленное ядро отсутствует. Структурные и физиологические признаки. Хотя тело простейших состоит из единственной клетки, это полноценные организмы, координировано осуществляющие все жизненно необходимые функции, включая питание, выделение продуктов распада и размножение. Большинство простейших — гетеротрофы, т.е., подобно животным, питаются готовыми органическими веществами, присутствующими в окружающей среде. Однако некоторые виды содержат пигмент хлорофилл и, как растения, способны, используя солнечную энергию, образовывать (фотосинтезировать) органические вещества (углеводы) из неорганических, т.е. питаться автотрофно. В связи с этим простейших относили то к растениям, то к животным, то выделяли в особую группу. Одна из современных классификационных схем помещает простейших вместе с одноклеточными водорослями и некоторыми другими организмами в царство протистов (Protista), в рамках которого простейшие считаются самостоятельным подцарством.

МНОГОКЛЕТОЧНЫЕ животные образуют самую многочисленную группу живых организмов планеты, насчитывающую более 1,5 млн. видов. Ведя свое происхождение от простейших, они претерпели в процессе эволюции существенные преобразования, связанные с усложнением организации. Одной из важнейших черт организации многоклеточных является морфологическое и функциональное различие клеток их тела. В ходе эволюции сходные клетки в теле многоклеточных животных специализировались на выполнении определенных функций, что привело к формированию тканей.

ГУБКИ (лат. Porifera — носитель пор)  — парафилетическая группа организмов; многоклеточные водные, преимущественно морские, модульные беспозвоночные животные, не достигшие уровня тканевой организации. Часто образуют колонии. В настоящее время описано около 8000 видов.

Кишечнополостные — очень древняя группа примитивных двухслойных животных, насчитывающая около 9000 видов. Их изучение имеет большое значение для понимания эволюции, некоторые виды представляют интерес для медицины. Кишечнополостные ведут исключительно водный образ жизни. Обитают в морских и пресных водоемах. 

II. Задания для самостоятельной работы студентов

  1. Изучив краткие пояснения, подготовьте ответ по учебным пособиям: Изучить основные признаки Простейших. Какие особенности строения простейших обеспечивают их существование как самостоятельных организмов?

  2. Перечислите какие систематические группы простейших выделяются в настоящее время и укажите их основные особенности:

  3. Зарисуйте и подпишите строение амебы, эвглены, вольвокса, инфузории – туфельки, назовите органы движения простейших.

  4. Объясните, в каком смысле врачи используют выражение «болезни грязных рук». Приведите примеры болезней, к которым оно относится. Перечислите паразитических простейших и укажите, какие заболевания они вызывают.

  5. Укажите основные особенности цикла развития малярийного паразита.

  6. Укажите основные особенности цикла развития лямблии.

  7. Каково значение простейших?

  8. Заполнить таблицу.

Таблица.

«Тип Простейшие»

Признаки

Класс Корненожки

Класс Жгутиковые

Класс Инфузории

Строение тела

Питание

Дыхание

Выделение

Реакция на раздражение

Половой процесс

Размножение

Значение

9. Выявить основные особенности Многоклеточных животных.

10 Изучить Тип Губки.

11. Перечислите основные классы губок и их признаки.

12. Выявить основные особенности Типа Кишечнополостные. Изучить особенности циклов развития гидры и медузы.

13. Дайте характеристику основных классов типа Кишечнополостные.

У простейших организмов обнаружена память и способность учиться: Наука и техника: Lenta.ru

Японские ученые доказали, что простейшие организмы обладают памятью и способны учиться, сообщает журнал Nature со ссылкой на статью в Physical Review Letters.

Подобные умения, для которых, как обычно считается, необходимо наличие мозга или хотя бы неврональной активности, продемонстрировал одноклеточный слизевик Physarum polycephalum.

Physarum polycephalum сочетает в себе свойства одноклеточных и многоклеточных организмов: состоит из одной (очень большой) клетки, но имеет много ядер. Из внешних раздражителей реагирует в основном на пищу (движется к ней) и свет (движется от него). При комнатной температуре слизевик движется с постоянной скоростью около одного сантиметра в час. Скорость, однако, зависит также от влажности воздуха.

В неблагоприятных условиях — более сухом воздухе — слизевик замедляет движение. Японская группа использовала в своем исследовании именно этот раздражитель. Слизевика подвергали трем коротким воздействиям сухого воздуха с интервалом в час. Еще через час слизевик замедлял движение еще

до воздействия, ожидая его. То же предвосхищающее замедление наблюдалось и при любом другом постоянном интервале между воздействиями.

Если в какой-то раз воздействие не повторялось, слизевик начинал забывать его. Иногда он замедлялся после одного пропущенного воздействия, иногда даже после двух, затем прекращал. Тем не менее, достаточно было один раз повторить воздействие (даже после шестичасового пропуска), чтобы слизевик снова начал замедляться через каждый час.

Как и многие другие живые существа, слизевики имеют встроенные «часы»: биохимические осцилляторы, которые замеряют время для организма и, как показывает исследование японской группы, видимо, способны с большой точностью «запоминать» навязываемый окружающей средой ритм.

Более ранние исследования уже показали, что слизевики могут решать простые задачи, в частности, находить наиболее короткий путь между двумя точками лабиринта. В прошлом году другая группа ученых создала робота, управляемого

Physarum polycephalum.

Чем многоклеточные отличаются от одноклеточных — основные отличия

Все живые организмы на нашей планете состоят из особо природного «строительного материала» — клетки. В зависимости от количества клеток выделяют одноклеточные и многоклеточные организмы.

Что такое одноклеточные организмы

Одноклеточные или по-другому простейшие организмы – самые маленькие существа, которые состоят всего из 1 клетки. Несмотря на это они способны вести полноценную жизнедеятельность, а именно питаться, двигаться, размножаться. Такие организмы были открыты знаменитым ученым Антони ван Левенгуком, после того как он создал световой микроскоп.

Инфузория туфелька — строение

Типы одноклеточных

Все одноклеточные подразделяются на прокариоты, у которых нет ядра, а вместо этого внутри оболочки находится крупная клетка ДНК и

эукариоты, у которых есть ядро. Например, бактерии являются прокариотами, а общеизвестными представителями эукариотов считаются инфузория-туфелька, амеба, эвглена зеленая.

С первого взгляда кажется, что строение одноклеточных довольно простое — оболочка, цитоплазма (жидкость, которой заполнена клетка) и ядро (несет в себе информацию об организме), однако, на деле они имеют дополнительные органоиды:

  • Рибосомы – находятся в цитоплазме и осуществляют синтез белка.
  • Митохондрии – с помощью них в клетке происходят окислительно-восстановительные реакции и расщепление органических соединений.
  • Аппарат Гольджи – органоид состоящий из одной мембраны, расположен чаще всего около клеточного ядра. С помощью этого аппарат поступающие в клетку вещества проходят химическую модификацию и транспортируются дальше.
  • Реснички, жгутики и ложноножки – органоиды, которые помогают клеткам передвигаться.
  • Вакуоль – органоид, который может иметь разные функции: сократительную (выводит лишнее из клетки), пищеварительную (переваривает питательные вещества), запасающую (в ней откладывается запас воды с питательными веществами).

Одноклеточные

У простейших эукариотов существует 2 способа питания: фотосинтез и фагоцитоз (когда клетка захватывает частицы, для дальнейшего переваривания с помощью вакуоли).

Размножаются одноклеточные организмы также двумя способами:

  1. Делением – когда ядро расщепляется и образуется 2 подобных одноклеточных организма;
  2. Псевдополовое размножение (копуляция или конъюгация) – это такой вид размножения, когда клетки могут обмениваться ядрами или частями своей ДНК.

В случае если наступают неблагоприятные условия, одноклеточные организмы способны покрыться надежной оболочкой под названием циста. С помощью нее они могут дождаться более приемлемых условий для питания, роста и размножения.

Вопреки заблуждениям, простейшие организмы могут обитать не только в водной среде, но также в почве и даже в организмах животных и людей, вызывая серьезные заболевания.

Деление амебы

Что такое многоклеточные организмы

Многоклеточные организмы – это группа живых существ, объединенная общим признаком, они имеют больше одной клетки в своем строении. К многоклеточным относятся:

  • Подавляющее большинство грибов.
  • Растения.
  • Насекомые.
  • Амфибии.
  • Птицы.
  • Животные и, естественно, человек.

Все эти организмы состоят из множества клеток, которые объединяются в группы и образуют те или иные ткани и органы. При этом само строение клетки похоже на строение клетки у простейших, имеется ядро, цитоплазма, оболочка, некоторые органоиды.

Жизнь высших многоклеточных организмов начинается с 1 клетки – зиготы, которая образуется за счет слияния двух родительских клеток. В других случаях многоклеточные размножаются:

  1. Спорами.
  2. Вегетативным методом.
  3. Почкованием.
  4. Фрагментацией – когда из отдельных частей одного организма могут вырасти полноценные новые.

Клетки многоклеточных организмов не способны существовать и функционировать самостоятельно. При этом скопления различных типов клеток в организме выполняют соответствующие задачи.

Водоросли

Многоклеточные организмы способны получать питание для своего роста и развития различными способами. Так, растения получают все необходимое из почвы, для роста им также нужны свет и вода. У животных и людей развитие и рост происходят за счет увеличения клеток и молекул. Клетки получают необходимые вещества через кровеносную систему, а нужные элементы попадают в кровь благодаря пище и воде, которую употребляют животные и люди.

Несмотря на то, что клетки многоклеточных способны увеличивать свое количество, этот процесс все-таки ограничен.

Деление клетки

Что общего между одноклеточными и многоклеточными

  • И те и другие организмы в своей основе имеют простую клетку.
  • У обоих организмов в клетке имеется ядро.
  • И тем и другим организмам для роста и развития нужны благоприятные условия (свет, вода, питательные вещества).

Чем отличаются простейшие от многоклеточных организмов

  1. У простейших организмов клетка выполняет функции всего организма, тогда как у многоклеточных такое невозможно.
  2. Простейшие появились первыми и уже из них эволюционировали многоклеточные.
  3. У простейших, в отличие от многоклеточных организмов имеются органоиды движения.
  4. Деление клетки у простейших ведет к увеличению их популяции, в то время как деление клеток у многоклеточных ведет к росту тканей.
  5. Многоклеточные организмы более устойчивы к различным воздействиям внешней среды.

Зал II Докембрий и ранний палеозой: беспозвоночные животные и растения

Рис. 48. Радиолярия Astroentactinia inscita Nazarov, 1986 (СЭМ). Нижняя пермь, ассель, Россия, Южный Урал.

Рис. 50. Раковина фораминиферы  нуммулита Nummulites sp.  Палеоген, Украина, Крым. 

Рис. 49. Раковина  фораминиферы Lenticulina  formosa (Cushman, 1923)  (СЭМ). Голоцен, ЮАР,  континентальный шельф  провинции Квазулу-Натал.

Витрина

«Простейшие Protozoa»

(рис. 34, II-6)

Авторы витрины: Н.Ю. Брагин, М.С. Афанасьева, Д.В. Баранова

 

Царство Protozoa объединяет простейших (одноклеточных) животных. Почти 200 лет назад Г. Голдфусс выделил их в особый класс, а в 1858 г. Р.  Оуэн повысил ранг Protozoa до уровня царства, впервые отделив одноклеточных животных от многоклеточных. Простейшие – разнообразная, древняя группа одноклеточных организмов, среди которых выделяют до 45 типов, насчитывающих от 120 до 200 тыс. видов. Они распространены в природе во всех возможных для жизни средах обитания – океанах и морях, пресных и соленых водах, в почве. Protozoa отличаются от прокариотных организмов наличием в клетке одного или нескольких оформленных ядер. Ядра могут различаться по размерам и функциям. Отдельные элементы клетки – органеллы, подобно органам многоклеточных, отвечают за движение, пищеварение, выделение и т. д. В физиологическом отношении простейшие представляют собой целостные организмы на клеточном уровне, приспособленные к самостоятельной жизни. Некоторые образуют колонии. Самые крошечные экземпляры Protozoa не превышают 10 мкм, наиболее крупные достигают 50 000 мкм (5 см). Многие одноклеточные встречаются в ископаемом состоянии, входя в группу микрофоссилий. В ископаемом состоянии обычно сохраняются организмы с минеральным скелетом: радиолярии – с кремневым (рис. 48) и фораминиферы – с известковым (рис.49). Число видов фораминифер приближается к 40 000, из которых свыше 30  000 – вымершие, а общее число видов радиолярий составляет около 6 000 (более 5 000 вымершие). Они имеют огромное значение для биостратиграфии и являются породообразующими организмами известняков, писчего мела, яшм, кремнистых сланцев и радиоляритов. Органогенные известняки издавна использовались как прекрасный строительный материал. Египетские пирамиды, например, построены из нуммулитового известняка. Из белого камня (органогенного известняка) на Руси воздвигались храмы, соборы, дворцы, палаты. В витрине показаны морфология, особенности размножения, систематика, филогения, экология, геологическое и географическое распространение простейших. Представлены фузулиновые и нуммулитовые известняки, радиоляриевая яшма, раковины наиболее крупных фораминифер – нуммулитов (рис. 50), дискоциклин, фузулинид. Микроскопические размеры радиолярий и многих фораминифер не позволяют показать их раковины в естественном виде: в витрине можно увидеть только фотографии, сделанные с помощью сканирующего электронного микроскопа с очень большим увеличением.

Подцарство одноклеточные кратко. Одноклеточные организмы — список с названиями и примерами

Тип простейшие включает примерно 25 тыс. видов одноклеточных животных, обитающих в воде, почве или организмах других животных и человека. Имея морфологическое сходство в строении клеток с многоклеточными организмами, простейшие существенно отличаются от них в функциональном отношении.

Если клетки многоклеточного животного выполняют специальные функции, то клетка простейшего является самостоятельным организмом, способным к обмену веществ, раздражимости, движению и размножению.

Простейшие — это организмы на клеточном уровне организации. В морфологическом отношении простейшее равноценно клетке, но в физиологическом представляет собой целый самостоятельный организм. Подавляющее большинство их — микроскопически малых размеров (от 2 до 150 мкм). Однако некоторые из ныне живущих простейших достигают 1см, а раковины ряда ископаемых корненожек имеют в диаметре до 5-6 см. Общее количество известных видов превышает 25 тыс.

Строение простейших чрезвычайно разнообразно, но все они обладают чертами, характерными для организации и функции клетки. Общим в строении в строении простейших являются два основных компонента тела — цитоплазма и ядро.

Цитаплазма

Цитоплазма ограничена наружной мембраной, которая регулирует поступление веществ в клетку. У многих простейших она усложняется дополнительными структурами, увеличивающими толщину и механическую прочность наружного слоя. Таким образом возникают образования типа пелликулы и оболочки.

Цитоплазма простейших обычно распадается на 2 слоя — наружный более светлый и плотный — эктоплазму и внутренний, снабженный многочисленными включениями,- эндоплазму.

В цитоплазме локализуются общеклеточные органоиды. Кроме того, в цитоплазме многих простейших могут присутствовать разнообразные специальные органеллы. Особенно широко распространены различные фибриллярные образования — опорные и сократимые волоконца, сократительные вакуоли, пищеварительные вакуоли и др.

Ядро

Простейшие обладают типичным клеточным ядром, одним или несколькими. Ядро простейших имеет типичную двухслойную ядерную оболочку. В ядре распределен хроматиновый материал и ядрышки. Ядра простейших характеризуются исключительным морфологическим многообразием по размерам, числу ядрышек, количеству ядерного сока и т.д.

Особенности жизнедеятельности простейших

В отличие от соматических клеток многоклеточные простейшие характеризуются наличием жизненного цикла. Он слагается из ряда следующих друг за другом стадий, которые в существовании каждого вида повторяются с определенной закономерностью.

Чаще всего цикл начинается стадией зиготы, отвечающей оплодотворенному яйцу многоклеточных. За этой стадией следует однократно или многократно повторяющееся бесполое размножение, осуществляемое путем клеточного деления. Затем образуются половые клетки (гаметы), попарное слияние которых вновь дает зиготу.

Важной биологической особенностью многих простейших является способность к инцистированию. При этом животные округляются, сбрасывают или втягивают органеллы движения, выделяют на своей поверхности плотную оболочку и впадают в состояние покоя. В инцистированном состоянии простейшие могут переносить резкие изменения окружающей среды, сохраняя жизнеспособность. При возвращении благоприятных для жизни условий цисты раскрываются и простейшие выходят из них в виде активных, подвижных особей.

По строению органоидов движения и особенностей размножения тип простейшие делится на 6 классов. Основные 4 класса: Саркодовые, Жгутиковые, Споровики и Инфузории.

Определение 1

Одноклеточные (простейшие) — организмы, в которых все функции живого выполняет одна клетка.

Кроме прокариот, к ним относятся одноклеточные эукариоты, среди которых есть и растения, и животные, и грибы.

Особенности одноклеточных организмов

Размеры простейших микроскопически малы. К особенностям одноклеточных организмов относится то, что они выполняют все функции живого с помощью клеточных органелл и является отдельным самостоятельным организмом, представленным лишь одной клетки. По строению и набором органелл клетки одноклеточных организмов подобные клеткам многоклеточных организмов. Среди одноклеточных эукариот выделяют как просто построенные организмы (амеба, хлорелла), так и достаточно сложные (инфузории, ацетабулярии).

Если для клеток многоклеточных организмов характерно дифференцировка функций и невозможность выполнять сразу все функции живого, то одноклеточные организмы эту способность сохраняют. Высокий уровень их организации — клеточный. Клетка одноклеточных организмов — это целостный организм, которому присущи все свойства живого: обмен веществ, раздражимость, рост, размножение и тому подобное.

Их тело состоит из цитоплазмы, в которой различают внешний слой — эктоплазму, и внутренний — эндоплазму. В большинстве видов клетка снаружи покрыта оболочкой, которая предоставляет одноклеточной животному постоянную форму. У простейших проявляются органеллы, выполняющие различные функции:

  • пищеварения (пищеварительные вакуоли),
  • выделения (сократительные вакуоли),
  • движения (жгутики, реснички),
  • восприятия света (светочувствительный глазок)

и другие органеллы, обеспечивающие все процессы жизнедеятельности. По способу питания — это гетеротрофные организмы. Простейшим свойственна раздражительность, проявляющаяся в различных движениях — таксисе. Различают положительные таксисы — движения к раздражителю, и отрицательные таксисы — движения от раздражителя.

Попадая в неблагоприятные условия, простейшие образуют цисты. Инцистирование — важная биологическая особенность простейших. Оно не только обеспечивает переживания неблагоприятных условий, но и способствует широкому расселению.

Водные одноклеточные

Морские одноклеточные животные, например фораминиферы и радиолярии, имеют внешний скелет в виде известковой раковины. К высокоорганизованных одноклеточных животных относятся инфузории. Органоидами движения в них выступают реснички, тело покрыто прочной эластичной оболочкой, которая предоставляет ему постоянной формы. Большинство инфузорий имеет два ядра: большое и малое. Большое вегетативное ядро — регулирует процессы движения, питания, выделения, а также бесполое размножение, осуществляемое поперечным делением клетки пополам. Малое ядро — генеративное, оно выполняет важную функцию в половом процессе.

Среди водных одноклеточных организмов также выделяют миксотрофы — организмы, которые могут питаться как с помощью фотосинтеза, так и гетеротрофно. Например, эвглена зеленая.

Живет эвглена в пресноводных водоемах и плавает с помощью единого жгутика, расположенного на переднем конце тела. В цитоплазме эвглены имеются хлоропласты, содержащие хлорофилл, позволяет эвглену питаться фототрофные. Если нет света, она переходит на гетеротрофное питания. Благодаря этому свойству эвглена сочетает в себе признаки растения и животного, что свидетельствует об эволюционном единстве растительного и животного мира.

Одноклеточные растения и грибы

Замечание 1

В природе много не только одноклеточных животных, но и одноклеточных растений и грибов. Например, среди зеленых водорослей к представителям одноклеточных принадлежат хламидомонада и хлорелла, а среди грибов одноклеточными являются дрожжи.

Одноклеточные растения и животные являются типичными эукариотическими клетками, имеющими соответствующие органеллы:

  • поверхностную мембрану,
  • ядро,
  • митохондрии,
  • аппарат Гольджи,
  • эндоплазматическую сеть,
  • рибосомы.

Различия строения одноклеточных животных и одноклеточных растений связаны с различиями способа их питания. Для растительных клеток характерно наличие пластид, вакуоли, клеточной стенки и других особенностей, связанных с фотосинтезом. Для животных клеток характерно наличие гликокаликса, пищеварительных вакуолей и других особенностей, связанных с гетеротрофным питанием.

У грибов клетка имеет клеточную стенку, в этом проявляется сходство грибов с бактериями и растениями. Но грибы являются гетеротрофами, и это роднит их с животными.

Одноклеточные эукариоты размножаются преимущественно бесполым путем, но у некоторых из них (например, у инфузории-туфельки) наблюдается половой процесс — обмен генетической информацией, а в других (например, в хламидомонады) происходит половое размножение. Бесполое размножение происходит путем деления клетки пополам с помощью митоза. При половом размножении образуются гаметы, которые затем сливаются с образованием зиготы.

Замечание 2

Животные, состоящие из единственной клетки, располагающей ядром, называются одноклеточными организмами.

В них сочетаются характерные особенности клетки и независимого организма.

Одноклеточные животные

Животные подцарства Одноклеточных или Простейших обитают в жидких средах. Внешние формы их разнообразны — от аморфных особей, не имеющих определенных очертаний, до представителей со сложными геометрическими формами.

Насчитывается около 40 тысяч видов одноклеточных животных. К наиболее известным относятся:

  • амеба;
  • зеленая эвглена;
  • инфузория-туфелька.

Амеба

Принадлежит классу корненожки и отличается непостоянной формой.

Она состоит из оболочки, цитоплазмы, сократительной вакуоли и ядра.

Усвоение питательных веществ осуществляется с помощью пищеварительной вакуоли, а кормом служат другие простейшие, такие как водоросли и . Для респирации амебе необходим кислород, растворенный в воде и проникающий через поверхность тела.

Зеленая эвглена

Обладает вытянутой веерообразной формой. Питается за счет превращения углекислого газа и воды в кислород и продукты питания благодаря световой энергии, а также готовыми органическими веществами при отсутствии света.

Относится к классу жгутиковые.

Инфузория-туфелька

Класс инфузории, своими очертаниями напоминает туфельку.

Пищей служат бактерии.

Одноклеточные грибы

Грибы отнесены к низшим бесхлорофилльным эукариотам. Они отличаются наружным пищеварением и содержанием хитина в клеточной стенке. Тело образует грибницу, состоящую из гифов.

Одноклеточные грибы систематизированы в 4 основных классах:

  • дейтеромицеты;
  • хитридиомицеты;
  • зигомицеты;
  • аскомицеты.

Ярким примером аскомицетов служат дрожжи, широко распространенные в природе. Скорость их роста и размножения велика благодаря особенному строению. Дрожжи состоят из одиночной клетки округлой формы, размножающейся почкованием.

Одноклеточные растения

Типичным представителем низших одноклеточных растений, часто встречающихся в природе, являются водоросли:

  • хламидомонада;
  • хлорелла;
  • спирогира;
  • хлорококк;
  • вольвокс.

Хламидомонада отличается от всех водорослей подвижностью и наличием светочувствительного глазка, определяющего места наибольшего скопления солнечной энергии для фотосинтеза .

Многочисленные хлоропласты заменены одним большим хроматофором. Роль насосов, откачивающих излишки жидкости, выполняют сократительные вакуоли. Передвижение осуществляется при помощи двух жгутиков.

Зеленые водоросли хлореллы, в отличие от хламидомонады, обладают типичными растительными клетками. Плотная оболочка защищает мембрану, а в цитоплазме расположено ядро и хроматофор. Функции хроматофора сходны с ролью хлоропласт наземных растений.

С хлореллой схожа водоросль шарообразной формы хлорококк. Местом ее обитания служит не только вода, но и суша, стволы деревьев, растущих во влажной среде.

Кто открыл одноклеточные организмы

Честь открытия микроорганизмов принадлежит голландскому ученому А. Левенгуку.

В 1675 году он разглядел их в микроскоп собственного изготовления. За мельчайшими существами закрепилось название инфузория, а с 1820 года их стали называть простейшими животными.

Зоологами Келлекером и Зибольдом в 1845 году одноклеточные были отнесены к особому типу животного царства и разделены на две группы:

  • корненожки;
  • инфузории.

Как выглядит клетка одноклеточного животного

Строение одноклеточных организмов возможно изучить лишь с помощью микроскопа. Тело простейших существ состоит из единственной клетки, выполняющей роль независимого организма.

В состав клетки входят:

  • цитоплазма;
  • органоиды;
  • ядро.

Со временем, в результате приспособления к окружающей среде, у отдельных видов одноклеточных появились специальные органоиды движения, выделения и питания.

Кто такие простейшие

Современная биология относит простейших к парафилетической группе животноподобных протистов. Наличие в клетке ядра, в отличие от бактерий, включает их в список эукариотов.

Клеточные структуры разнятся с клетками многоклеточных. В живой системе простейших присутствуют пищеварительные и сократительные вакуоли, у некоторых наблюдаются схожие с ротовой полостью и анальным отверстием органеллы.

Классы простейших

В современной классификации по признакам отсутствует отдельный ранг и значение одноклеточных.

Лабиринтула

Их принято подразделять на следующие типы:

  • саркомастигофоры;
  • апикомплексы;
  • миксоспоридии;
  • инфузории;
  • лабиринтулы;
  • асцестоспородии.

Устаревшей классификацией считается деление простейших на жгутиковых, саркодовых, ресничных и споровиков.

В каких средах обитают одноклеточные

Средой обитания простейших одноклеточных служит любая влажная среда. Амеба обыкновенная, эвглена зеленая и инфузория-туфелька являются типичными обитателями загрязненных пресных водных источников.

Наука долгое время относила опалин к инфузориям, благодаря внешнему сходству жгутиков с ресничками и наличию двух ядер. В результате тщательных исследований родство было опровергнуто. Половое размножение опалин происходит в результате копуляции, ядра одинаковые, а ресничный аппарат отсутствует.

Заключение

Биологическую систему невозможно представить без одноклеточных организмов, являющихся источником питания других животных.

Простейшие организмы способствуют образованию горных пород, служат показателями загрязненности водоемов, участвуют в круговороте углерода . Широкое применение микроорганизмы нашли в биотехнологиях.

Одноклеточными или простейшими организмами принято называть те организмы, тела которых представляют собой одну клетку. Именно эта клетка и осуществляет все необходимые функции для жизнедеятельности организма: перемещение, питание, дыхание, размножение и удаление ненужных веществ из организма.

Подцарство Простейших

Простейшие выполняют одновременно и функции клетки, и отдельного организма. В мире насчитывается около 70 тыс. видов данного Подцарства, большая часть из них являются организмами микроскопического размера.

2-4 микрон — это размер мелких простейших, а обычные достигают 20-50 мкм; по этой причине увидеть их невооруженным глазом невозможно. Но встречаются, например, инфузории длиной в 3 мм.

Встретить представителей Подцарства простейших можно лишь в жидкой среде: в морях и водоемах, в болотах и влажных почвах.

Какими бывают одноклеточные?

Существует три типа одноклеточных: саркомастигофоры, споровики и инфузории. Тип саркомастигофор включает в себя саркодовые и жгутиковые, а тип инфузории — ресничные и сосущие.

Особенности строения

Особенностью строение одноклеточных является наличие структур, которые свойственны исключительно простейшим. Например, клеточный рот, сократительная вакуоль, порошица и клеточная глотка.

Для простейших характерно разделение цитоплазмы на два слоя: внутренний и наружный, который называют эктоплазмой. Строение внутреннего слоя включается в себя органеллы и эндоплазму (ядро).

Для защиты существует пелликула — слой цитоплазмы, отличающийся уплотнением, а подвижность и некоторые функции питания обеспечивают органеллы. Между эндоплазмой и эктоплазмой расположены вакуоли, которые регулируют водно-солевой баланс в одноклеточном.

Питание одноклеточных

У простейших возможны два вида питания: гетеротрофный и смешанный. Различают три способа поглощения пищи.

Фагоцитозом называют процесс захвата твердых частиц пищи при помощи выростов цитоплазмы, которые есть у простейших, а также других специализированных клеток у многоклеточных. А пиноцитоз представлен процессом захвата жидкости самой клеточной поверхностью.

Дыхание

Выделение у простейших осуществляется при помощи диффузии или через сократительные вакуоли.

Размножение простейших

Существует два способа размножения: половое и бесполое. Бесполое представлено митозом, во время которого происходит деление ядра, а затем цитоплазмы.

А половое размножение происходит при помощи изогамии, оогамии и анизогамии. Для простейших характерно чередование полового размножения и однократного или многократного бесполого.

Класс Жгутиковые

Строение . У жгутиковых имеются жгутики, служащие органоидами движения и способствующие захвату пищи. Их может быть один, два или множество. Движением жгутика в окружающей воде вызывается водоворот, благодаря которому мелкие взвешенные в воде частички увлекаются к основанию жгутика, где имеется небольшое отверстие — клеточный рот, ведущий в глубокий канал-глотку.
Почти все жгутиковые покрыты плотной эластичной оболочкой, которая наряду с развитыми элементами цитоскелета определяет постоянную форму тела.
Генетический аппарат у большинства жгутиковых представлен одним ядром, но существуют также двуядерные (например, лямблии) и многоядерные (например, опалина) виды.
Цитоплазма четко делится на тонкий наружный слой — прозрачную эктоплазму и глубже лежащую эндоплазму.
Способ питания. По способу питания жгутиковые делятся на три группы. Автотрофные организмы как исключение в царстве животных синтезируют органические вещества (углеводы) из углекислого газа и воды при помощи хлорофилла и энергии солнечного излучения. Хлорофилл находится в хроматофорах, сходных по организации с пластидами растений. У многих жгутиконосцев с растительным типом питания имеются особые аппараты, воспринимающие световые раздражения, — стигмы.
Гетеротрофные организмы (трипаносома — возбудитель сонной болезни) не имеют хлорофилла и поэтому не могут синтезировать углеводы из неорганических веществ. Миксотрофные организмы способны к фотосинтезу, но питаются также минеральными и органическими веществами, созданными другими организмами (эвглена зеленая).
Осморегуляторная и отчасти выделительная функции выполняются у жгутиковых, как у саркодовых, сократительными вакуолями, которые имеются у свободноживущих пресноводных форм.
Размножение. У жгутиковых отмечается половое и бесполое размножение. Обычная форма бесполого размножения — продольное деление.
Среда обитания. Жгутиковые широко распространены в пресных водоемах, особенно небольших и загрязненных органическими остатками, а также в морях. Многие виды паразитируют у различных животных и человека и тем самым приносят большой вред (трипоносомы, паразиты кишечника и др.).

Подцарство Многоклеточные — определение, признаки и характеристики

Все живые организмы разделяются на подцарства многоклеточных и одноклеточных существ. Последние представляют собой одну клетку и относятся к простейшими, в то время как растения и животные являются теми структурами, в которых веками развивалась более сложная организация. Количество клеток варьируется в зависимости от разновидности, к которой относится особь. Размер большинства настолько мал, что увидеть их можно только под микроскопом. Клетки появились на Земле примерно 3,5 миллиарда лет назад.

В наше время все процессы, происходящие с живыми организмами, изучает биология. Подцарством многоклеточных и одноклеточных занимается именно эта наука.

Одноклеточные организмы

Одноклеточность определяется наличием в организме единственной клетки, которая выполняет все жизненные функции. Всем известные амеба и инфузория-туфелька представляют собой примитивные и, вместе с тем, древнейшие формы жизни, которые являются представителями этого вида. Они были первыми живыми существами, что обитали на Земле. Сюда же входят такие группы, как споровики, саркодовые и бактерии. Все они малы и в основном невидимы для невооруженного глаза. Их принято разделять на две общие категории: прокариотические и эукариотические.

Прокариоты представлены простейшими или грибами некоторых видов. Кто-то из них живет колониями, где все особи одинаковы. Весь процесс жизни осуществляется в каждой отдельной клетке для того, чтобы она выжила.

Прокариотические организмы не имеют связанных мембранами ядер и клеточных органелл. Это обычно бактерии и цианобактерии, такие как кишечная палочка, сальмонеллы, ностоки и др.

Эукариоты состоят из ряда клеток, выживание которых зависит друг от друга. Они имеют ядро и другие органеллы, разделенные мембранами. Это в основном водные паразиты или грибы и водоросли.

Все представители этих групп различаются по размеру. Самая малая бактерия имеет длину всего 300 нанометров. Одноклеточные обычно обладают специальными жгутиками или ресничками, которые участвуют в их передвижении. Они имеют простое тело с выраженными основными чертами. Питание, как правило, происходит в процессе поглощения (фагоцитоза) пищи и хранится в специальных органоидах клетки.

Одноклеточные доминировали как форма жизни на Земле в течение миллиардов лет. Однако эволюция от простейших к более сложным особям изменила весь ландшафт, поскольку она привела к зарождению биологически развитых связей. Кроме того, появление новых видов привело к образованию новой среды с разнообразными экологическими взаимодействиями.

Многоклеточные организмы

Основной характеристикой подцарства многоклеточных является наличие в одном индивидууме большого количества клеток. Они скрепляются между собой, тем самым создавая совершенно новую организацию, которая состоит из множества производных частей. Основное количество из них можно увидеть без каких-то специальных приборов. Растения, рыбы, птицы и животные выходят из единственной клетки. Все существа, входящие в подцарство многоклеточных, регенерируют новые особи из зародышей, которые формируются из двух противоположных гамет.

Любая часть особи или цельный организм, который определяется большим количеством составляющих, является сложной, высоко развитой структурой. В подцарстве многоклеточных классификация четко разделяет функции, при которых каждая из отдельных частиц выполняет свою задачу. Они занимаются процессами жизнедеятельности, поддерживая этим существование всего организма.

Подцарство Многоклеточные на латыни звучит как Metazoa. Чтобы сформировать сложный организм, клетки нужно идентифицировать и присоединить к другим. Только с десяток простейших можно заметить индивидуально невооруженным глазом. Остальные почти два миллиона видимых особей являются многоклеточными.

Плюрицеллюлярные животные созданы результатом объединения особей путем образования колоний, нитей или агрегации. Плюрицеллюлярные развивались самостоятельно, вроде вольвокса и некоторых жгутиковых зеленых водорослей.

Признаком подцарства многоклеточных, то есть его ранних примитивных видов, было отсутствие костей, раковин и других твердых частей тела. Поэтому их следов не сохранилось до наших дней. Исключением являются губки, обитающие в морях и океанах до сих пор. Возможно, их останки находятся в каких-нибудь древних скалах, как, например, Grypania spiralis, окаменелости которых найдены в древнейших слоях черного сланца, относящегося к раннепротерозойской эре.

В находящейся ниже таблице подцарство многоклеточных представлено во всем его многообразии.

Сложные взаимосвязи возникли в результате эволюции простейших и появления способности клеток разделяться по группам и организовывать ткани и органы. Существует много теорий, объясняющих механизмы, с помощью которых одноклеточные могли эволюционировать.

Теории возникновения

На сегодняшний день существуют три основных теории возникновения подцарства многоклеточных. Краткое содержание синцитиальной теории, чтобы не углубляться в подробности, можно описать в нескольких словах. Суть ее состоит в том, что примитивный организм, который имел в своих клетках несколько ядер, мог со временем разделить внутренней мембраной каждое из них. Например, несколько ядер содержит грибок плесени, а также инфузория-туфелька, чем подтверждают эту теорию. Однако наличия нескольких ядер недостаточно для науки. Чтобы подтвердить теорию их множественности, необходимо наглядное превращение в хорошо развитое животное простейшего эукариота.

Теория колоний говорит, что симбиоз, состоящий из разных организмов одного вида, привел к их изменению и появлению более совершенных существ. Геккель — первый ученый, кто представил эту теорию в 1874 году. Сложность организации возникает потому, что клетки остаются вместе, а не разъединяются в процессе деления. Примеры этой теории можно увидеть у таких простейших многоклеточных, как зеленые водоросли, которые называются эвдорина или вольвакса. Они образуют колонии, которые насчитывает до 50000 клеток в зависимости от вида.

Теория колоний предлагает слияние различных организмов одного вида. Преимущество этой теории заключается в том, что было замечено, как во время нехватки продовольствия амебы группируются в колонию, которая передвигается словно единое целое, в новое место. Какие-то из этих амеб немного отличаются друг от друга.

Теория симбиоза предполагает, что первое существо из подцарства многоклеточных появилось благодаря содружеству непохожих примитивных существ, которые выполняли разные задачи. Такие отношения, например, присутствуют между рыбой-клоуном и морским анемоном или у лиан, паразитирующих на деревьях в джунглях.

Однако проблема этой теории заключается в том, что неизвестно, как ДНК разных особей могут быть включены в единый геном.

Например, митохондрии и хлоропласты могут быть эндосимбионтами (организмами в организме). Это случается крайне редко, и даже тогда геномы эндосимбионтов сохраняют между собой различия. Они отдельно синхронизируют свою ДНК во время митоза видов хозяев.

Два или три симбиотических индивидуума, образующих лишайник, хотя и зависят друг от друга ради выживания, но должны отдельно размножаться, а затем повторно соединяться, снова создавая единый организм.

Другие теории, которые также рассматривают возникновение подцарства многоклеточных:

  • Теория GK-PID. Около 800 миллионов лет назад незначительное генетическое изменение в одной молекуле под названием GK-PID, возможно, позволило особям перейти от одной клетки к более сложной структуре строения.
  • Роль вирусов. Недавно было признано, что гены, позаимствованные у вирусов, играют решающую роль в делении тканей, органов и даже при половом размножении, при слиянии яйцеклетки и сперматозоида. Был найден первый белок syncytin-1, который передался от вируса к человеку. Он находится в межклеточных мембранах, которые разделяют плаценту и мозг. Второй белок был выявлен в 2007 году и назван EFF1. Он помогает формировать кожу круглых червей нематод и является частью целого семейства белков FF. Доктор Феликс Рей в Институте Пастера в Париже построил 3D-макет структуры EFF1 и показал, что это он связывает частицы вместе. Этот опыт подтверждает тот факт, что все известные слияния мельчайших частиц в молекулы имеют вирусное происхождение. Это также говорит о том, что вирусы были жизненно важны для коммуникации внутренних структур, и без них было бы невозможным появления колонии подцарства многоклеточных типа губок.

Все эти теории, как и многие другие, которые продолжают предлагать известные ученые, очень интересны. Однако ни одна из них не может четко и однозначно ответить на вопрос: как из единственной клетки, которая зародилась на Земле, могло появиться такое огромное разнообразие видов? Или: почему одиночные особи решили объединиться и стали существовать вместе?

Может, пройдет несколько лет, и новые открытия смогут нам дать ответы на каждый из этих вопросов.

Органы и ткани

Сложные организмы имеют такие биологические функции, как защита, кровообращение, пищеварение, дыхание и половое размножение. Они выполняются определенными органами, такими как кожа, сердце, желудок, легкие и половая система. Они состоят из множества различных типов клеток, которые работают сообща для выполнения конкретных задач.

Например, сердечная мышца имеет большое количество митохондрий. Они производят аденозинтрифосфат, благодаря которому кровь беспрерывно движется по кровеносной системе. У клеток кожи, наоборот, меньше митохондрий. Вместо этого они имеют плотные белки и производят кератин, который защищает мягкие внутренние ткани от повреждений и внешних факторов.

Размножение

В то время как все без исключения простейшие организмы размножаются бесполым путем, многие из подцарства многоклеточных предпочитают половое размножение. Люди, например, являются сложнейшей структурой, созданной путем слияния двух одиночных клеток, называемых яйцеклеткой и сперматозоидом. Слияние одной яйцеклетки с гаметой (гаметы – это специальные половые клетки, содержащие один набор хромосом) сперматозоида приводит к образованию зиготы.

Зигота содержит генетический материал как спермы, так и яйцеклетки. Деление ее приводит к развитию абсолютно нового, отдельного организма. Во время развития и деления клетки, согласно заложенной в генах программе, начинают дифференцироваться по группам. Это в дальнейшем позволит им выполнять совершенно разные функции, несмотря на то что они генетически идентичны друг другу.

Таким образом, все органы и ткани организма, которые образуют нервы, кости, мышцы, сухожилия, кровь, — все они возникли из одной зиготы, появившейся благодаря слиянию двух одиночных гамет.

Преимущество многоклеточных

Есть несколько основных преимуществ подцарства многоклеточных организмов, благодаря которым они доминируют на нашей планете.

Поскольку сложное внутреннее строение позволяет увеличить размер, оно также помогает развивать структуры и ткани более высокого порядка с многочисленными функциями.

Крупные организмы имеют лучшую защиту от хищников. Они также обладают большей мобильностью, что позволяет им мигрировать в более благоприятные для проживания места.

Есть еще одно неоспоримое преимущество подцарства многоклеточных. Общая характеристика всех его видов — это достаточно долгая продолжительность жизни. Тело клетки подвергается воздействию окружающей среды со всех сторон, и любое ее повреждение может привести к гибели индивидуума. Многоклеточный организм будет продолжать существовать, даже если одна клетка погибнет или будет повреждена. Дублирование ДНК также является преимуществом. Деление частиц внутри организма позволяет быстрее расти и восстанавливаться поврежденным тканям.

Во время своего деления новая клетка копирует прежнюю, что позволяет сохранить благоприятные черты в следующих поколениях, а также со временем их усовершенствовать. Другими словами, дублирование позволяет сохранить и адаптировать черты, которые улучшат выживание или пригодность организма, особенно в царстве животных, подцарстве многоклеточных.

Недостатки многоклеточных

У сложных организмов имеются и недостатки. Например, они подвержены различным заболеваниям, возникающим из-за комплексного биологического состава и функций. У простейших, наоборот, не хватает развитых систем органов. Это означает, что риски опасных болезней у них сведены к минимуму.

Важно отметить, что в отличие от многоклеточных, примитивные особи обладают способностью к бесполому размножению. Это помогает им не тратить ресурсы и энергию на поиски партнера и сексуальную деятельность.

Простейшие организмы также обладают способностью принимать энергию путем диффузии или осмоса. Это освобождает их от необходимости передвижения для поиска пищи. Практически все может стать потенциальным источником пищи для одноклеточного существа.

Позвоночные и беспозвоночные

Всех без исключения входящих в подцарство многоклеточных существ классификация делит на два вида: позвоночных (хордовых) и беспозвоночных.

У беспозвоночных нет твердого каркаса, в то время как хордовые имеют хорошо развитый внутренний скелет хряща, кости и высокоразвитый мозг, который защищен черепом. Позвоночные имеют прекрасно развитые органы чувств, дыхательную систему с жабрами или легкими и развитую нервную систему, что еще больше отличает их от более примитивных собратьев.

Оба типа животных живут в различных местах обитания, но хордовые, благодаря развитой нервной системе, могут адаптироваться к суше, морю и воздуху. Тем не менее, беспозвоночные также встречаются в широком диапазоне, от лесов и пустынь до пещер и грязи морского дна.

На сегодняшний день выявлено почти два миллиона видов подцарства многоклеточных беспозвоночных животных. Эти два миллиона составляют около 98 % от всех живых существ, то есть 98 из 100 видов проживающих в мире организмов — беспозвоночные. Человеческие особи относятся к семейству хордовых.

Позвоночные подразделяются на рыб, земноводных, рептилий, птиц и млекопитающих. Не имеющие позвоночника животные представляют такие типы, как членистоногие, иглокожие, черви, кишечнополостные и моллюски.

Одним из самых главных различий между этими видами является их размер. Беспозвоночные, такие как насекомые или кишечнополостные, малы и медлительны, потому что не могут развить крупное тело и сильные мышцы. Есть несколько исключений, таких как кальмар, который может достигать 15 метров в длину. Позвоночные имеют универсальную систему поддержки, а потому могут быстрее развиваться и становиться крупнее, чем беспозвоночные.

Хордовые имеют также высокоразвитую нервную систему. С помощью специализированной связи между нервными волокнами, они могут реагировать очень быстро на изменения в окружающей среде, что дает им несомненное преимущество.

По сравнению с позвоночными, большинство животных, не имеющих хребта, используют простую нервную систему и ведут себя почти полностью инстинктивно. Подобная система работает хорошо большую часть времени, хотя эти существа часто неспособны учиться на своих ошибках. Исключениями являются осьминоги и их близкие родственники, которые считаются одними из самых умных животных в мире беспозвоночных.

У всех хордовых, как нам известно, имеется позвоночник. Однако особенностью у подцарства многоклеточных беспозвоночных животных является сходство с их сородичами. Оно заключается в том, что на определенном этапе жизни позвоночные также имеют гибкий опорный стержень, нотохорд, который впоследствии становится позвоночником. Первая жизнь развивалась в виде одиночных клеток в воде. Беспозвоночные были начальным звеном эволюции других организмов. Их постепенные изменения привели к появлению сложных существ с хорошо развитым скелетом.

Кишечнополостные животные

Сегодня насчитывается около одиннадцати тысяч видов кишечнополостных. Это одни из самых древнейших сложных животных, появившихся на земле. Самых маленьких из кишечнополостных невозможно увидеть без микроскопа, а самая большая известная медуза — 2,5 метра в диаметре.

Итак, давайте подробнее познакомимся с подцарством многоклеточных, типом кишечнополостные. Описание основных характеристик мест обитания можно определить наличием водной или морской среды. Они живут одиночно или в колониях, которые могут свободно передвигаться или жить на одном месте.

Форма тела кишечнополостных называется «мешком». Рот соединяется со слепым мешком, который называется «гастроваскулярной полостью». Этот мешок функционирует в процессе пищеварения, газообмена и действует как гидростатический скелет. Единственное отверстие служит как ртом, так и задним проходом. Щупальца — длинные, полые структуры, используются для перемещения и захвата пищи. Все кишечнополостные имеют щупальца, покрытые присосками. Они оснащены специальными клетками — немоцистами, которые могут впрыскивать токсины в свою жертву. Присоски также позволяют захватывать крупную добычу, которую животные помещают в рот путем втягивания щупалец. Нематоцисты отвечают за ожоги, которые некоторые медузы наносят людям.

Животные подцарства многоклеточные, типа кишечнополостные обладают как внутриклеточным, так и внеклеточным пищеварением. Дыхание происходит путем простой диффузии. У них имеется сеть нервов, которые распространяются по всему телу.

Многие формы проявляют полиморфизм, то есть разнообразие генов, в котором различные типы существ присутствуют в колонии для различных функций. Эти особи называются зооидами. Воспроизводство можно называть беспорядочным (внешнее почкование) или половым (формирование гамет).

Медузы, например, производят яйцеклетки и сперматозоиды, а затем выпускают их в воду. Когда яйцо оплодотворено, оно развивается в свободно плавающую личинку с ресничками, называемую «планлой».

Типичными примерами подцарства Многоклеточные типа кишечнополостные являются гидры, обелия, португальский кораблик, парусница, медуза-аурелия, медуза-кочан, актинии, кораллы, морское перо, горгонарии и т. д.

Растения

В подцарстве Многоклеточные растения – это эукариотические организмы, способные питаться в процессе фотосинтеза. Водоросли изначально считались растениями, но теперь они относятся к протистам — особой группе, которая исключена из всех известных видов. Современное определение растений относится к организмам, которые живут в основном на суше (а иногда и в воде).

Другой отличительной особенностью растений является зеленый пигмент — хлорофилл. Он используется для поглощения солнечной энергии в процессе фотосинтеза.

У каждого растения есть гаплоидные и диплоидные фазы, которые характеризуют его жизненный цикл. Он называется чередованием поколений, потому что все фазы в нем являются многоклеточными.

Чередующиеся поколения — это поколение спорофитов и поколение гаметофитов. В фазе гаметофита формируются гаметы. Гаплоидные гаметы сливаются в зиготу, называемую диплоидной клеткой, так как у нее есть полный набор хромосом. Оттуда вырастают диплоидные особи поколения спорофитов.

Спорофиты проходят фазу мейоза (деления) и образуют гаплоидные споры.

Итак, подцарство многоклеточных кратко можно описать как основную группу живых существ, которые населяют Землю. К ним относятся все, кто имеет ряд клеток, различных по своей структуре и функциям и объединенных в единый организм. Простейшие из многоклеточных — это кишечнополостные, а самым сложным и развитым животным на планете является человек.

простейших | микроорганизм | Британника

простейшее , организм, обычно одноклеточный и гетеротрофный (использующий органический углерод в качестве источника энергии), принадлежащий к любой из основных ветвей протистов и, как большинство протистов, обычно микроскопический. Все простейшие являются эукариотами и поэтому обладают «истинным», или мембраносвязанным, ядром. Они также являются нефиламентными (в отличие от организмов, таких как плесень, группа грибов, которые имеют волокна, называемые гифами) и ограничены влажными или водными средами обитания, будучи повсеместными в таких средах по всему миру, от Южного полюса до Северного полюса.Многие из них являются симбионтами других организмов, а некоторые виды — паразитами.

Современные ультраструктурные, биохимические и генетические данные сделали термин простейшее весьма проблематичным. Например, простейшее исторически относилось к простейшим, имеющим животные черты, такие как способность перемещаться по воде, как если бы они «плыли», как животное. Традиционно считалось, что простейшие являются прародителями современных животных, но современные данные показали, что для большинства простейших это не так.Фактически, современная наука показала, что простейшие представляют собой очень сложную группу организмов, которые не обязательно имеют общую эволюционную историю. Эта несвязанная или парафилетическая природа простейших заставила ученых отказаться от термина простейшие в формальных классификационных схемах. Следовательно, подкоролевство Protozoa теперь считается устаревшим. Сегодня термин простейшие используется неофициально по отношению к нефиламентным гетеротрофным протистам.

амеба

Амеба (увеличено).

Русс Кинн / Фотоисследователи

Британская викторина

Наука и случайная викторина

К какому царству принадлежат грибы? Какой динозавр был хищником размером с курицу? Проверьте свои знания обо всем в науке с помощью этой викторины.

К широко известным простейшим относятся типичные динофлагелляты, амебы, парамеции и вызывающий малярию Plasmodium .

Особенности простейших

Наблюдать за простейшими микроорганизмами из капли воды в пруду под оптическим и электронным микроскопом.

Парамеции и другие одноклеточные организмы в воде пруда.

Encyclopædia Britannica, Inc. Посмотреть все видео к этой статье

Хотя простейшие больше не признаются в качестве формальной группы в современных системах биологической классификации, простейшие все еще могут использоваться как строго описательный термин. Простейших объединяет их гетеротрофный способ питания, что означает, что эти организмы получают углерод в восстановленной форме из окружающей среды.Однако это не уникальная особенность простейших. Кроме того, это описание не так однозначно, как кажется. Например, многие протисты являются миксотрофами, способными как к гетеротрофии (вторичное получение энергии за счет потребления других организмов), так и к аутотрофии (получение первичной энергии, например, путем захвата солнечного света или метаболизма химических веществ в окружающей среде). Примеры миксотрофов простейших включают многие хризофиты. Некоторые простейшие, такие как Paramecium bursaria , развили симбиотические отношения с эукариотическими водорослями, в то время как амеба Paulinella chromatophora , по-видимому, приобрела автотрофность в результате относительно недавнего эндосимбиоза цианобактерии (сине-зеленой водоросли).Следовательно, многие простейшие либо сами осуществляют фотосинтез, либо пользуются фотосинтетическими способностями других организмов. Однако некоторые виды водорослей простейших утратили способность к фотосинтезу (например, видов Polytomella и многие динофлагелляты), что еще больше усложняет концепцию «простейших».

репрезентативных простейших

репрезентативных простейших. Фитофлагеллята Gonyaulax — одна из динофлагеллят, ответственных за появление красных приливов.Зоофлагеллята Trypanosoma brucei является возбудителем африканской сонной болезни. Амеба — один из самых распространенных саркодинов. Другие представители подтипа Sarcodina, такие как радиолярии, гелиозоиды и фораминиферы, обычно обладают защитным покровом. Светлячок Pinaciophora показан покрытым чешуей. Тип Ciliophora, включающий ресничные Tetrahymena и Vorticella, , содержит наибольшее количество видов простейших, но является наиболее однородной группой.Плазмодий , вызывающий малярию, распространяется через укус комара, который вводит инфекционные споры (спорозоиты) в кровоток.

© Merriam-Webster Inc. Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

Простейшие подвижны; почти все обладают жгутиками, ресничками или псевдоподиями, которые позволяют им ориентироваться в своих водных средах обитания. Однако эта общность не является уникальной чертой простейших; например, организмы, которые явно не являются простейшими, также производят жгутики на различных стадиях своего жизненного цикла (например,г., большинство бурых водорослей). Простейшие также строго не являются многоклеточными и существуют либо в виде одиночных клеток, либо в виде клеточных колоний. Тем не менее, некоторые колониальные организмы (например, Dictyostelium discoideum , супергруппа Amoebozoa) демонстрируют высокий уровень клеточной специализации, граничащий с многоклеточностью.

Из описательных руководящих принципов, представленных выше, исключаются многие организмы, такие как жгутиковые фотосинтетические таксоны (ранее Phytomastigophora), которые считались простейшими по старым классификационным схемам.Организмы, которые соответствуют современному определению простейших, встречаются во всех основных группах простейших, признанных протистологами, что отражает парафилетическую природу простейших.

Узнайте, как отдельные реснички используют вязкое сопротивление для координации мощности и движений восстановления для передвижения.

Узнайте о скоординированном биении ресничек, которые перемещают простейших через воду.

Encyclopædia Britannica, Inc. Посмотреть все видео к этой статье

Наиболее важные группы свободноживущих простейших встречаются в нескольких основных эволюционных кластерах протистов, включая инфузории (супергруппа Chromalveolata), лобозные амебы (супергруппа Amoebozoa), филозные амебы (супергруппа Rhizaria), криптомонады (супергруппа Chromalveolata), раскопки (супергруппа Excavata), опистоконты (супергруппа Opisthokonta) и эвглениды (Euglenozoa).Эти группы организмов важны с экологической точки зрения благодаря своей роли в круговоротах питательных веществ микробов и встречаются в самых разных средах, от земных почв до пресноводных и морских сред обитания до водных отложений и морского льда. Значительные простейшие паразиты включают представителей Apicomplexa (супергруппа Chromalveolata) и трипаносом (Euglenozoa). Организмы этих групп являются возбудителями таких заболеваний человека, как малярия и африканская сонная болезнь. Из-за преобладания этих патогенов человека и экологической важности упомянутых выше свободноживущих простейших групп, об этих группах известно много.Поэтому данная статья концентрируется на биологии этих сравнительно хорошо охарактеризованных простейших. В конце статьи приводится краткое изложение современной классификационной схемы протистана.

CDC — Паразиты — О паразитах

Паразит — это организм, который живет в организме хозяина или внутри него и получает пищу от хозяина или за его счет. Существует три основных класса паразитов, которые могут вызывать заболевания у человека: простейшие, гельминты и эктопаразиты.

Entamoeba histolytica — простейшее животное. Чтобы увидеть этого паразита, необходим микроскоп. Предоставлено: CDC.

Простейшие — микроскопические одноклеточные организмы, которые могут быть свободноживущими или паразитическими по своей природе. Они способны размножаться у людей, что способствует их выживанию, а также позволяет серьезным инфекциям развиваться только в одном организме. Передача простейших, обитающих в кишечнике человека, другому человеку обычно происходит фекально-оральным путем (например, через зараженную пищу или воду, или при контакте человека с человеком).Простейшие, которые живут в крови или тканях человека, передаются другим людям через членистоногие-переносчики (например, через укус комара или песчаной мухи).

Простейшие, заразные для человека, можно разделить на четыре группы в зависимости от способа их передвижения:

Взрослый особь Червь Ascaris lumbriocoides . Они могут составлять от 15 до 35 см.
Кредит: CDC.

Гельминты — большие многоклеточные организмы, которые обычно видны невооруженным глазом на взрослой стадии.Как и простейшие, гельминты могут быть свободноживущими или паразитическими по своей природе. Во взрослом виде гельминты не могут размножаться у человека. Есть три основные группы гельминтов (производных от греческого слова, обозначающего черви), которые являются паразитами человека:

  • Плоские черви (плоскогельминты) — к ним относятся трематоды (сосальщики) и цестоды (ленточные черви).
  • Колючие черви (акантоцефалины) — взрослые формы этих червей обитают в желудочно-кишечном тракте. Считается, что скребни занимают промежуточное положение между цестодами и нематодами.
  • Круглые черви (нематоды) — взрослые формы этих червей могут находиться в желудочно-кишечном тракте, крови, лимфатической системе или подкожных тканях. С другой стороны, незрелые (личиночные) состояния могут вызывать заболевание через инфицирование различных тканей организма. Некоторые считают, что гельминты также включают сегментированных червей (кольчатых червей) — единственные, важные с медицинской точки зрения, — это пиявки. Следует отметить, что эти организмы обычно не считаются паразитами.

Взрослая вошь.Острый размер примерно такой же, как кунжутное семя.
Кредит: CDC.

Хотя термин эктопаразиты может в широком смысле включать кровососущих членистоногих, таких как комары (поскольку их выживание зависит от приема крови человека-хозяина), этот термин обычно используется в более узком смысле для обозначения таких организмов, как клещи, блохи и т. Д. вши и клещи, которые прикрепляются к коже или зарываются в нее и остаются там в течение относительно длительных периодов времени (например, от недель до месяцев). Членистоногие сами по себе играют важную роль в возникновении болезней, но еще более важны как переносчики или переносчики многих различных патогенов, которые, в свою очередь, вызывают огромную заболеваемость и смертность от болезней, которые они вызывают.

Паразитарные инфекции вызывают огромное бремя болезней как в тропиках, так и в субтропиках, а также в более умеренном климате. Из всех паразитарных болезней малярия вызывает наибольшее количество смертей во всем мире. От малярии ежегодно умирает более 400 000 человек, большинство из которых — дети в странах Африки к югу от Сахары.

Забытые тропические заболевания (NTD), которым не уделялось должного внимания со стороны общественного здравоохранения, включают паразитарные заболевания, такие как лимфатический филяриатоз, онхоцеркоз и болезнь дракункулеза.От NTD страдают более 1 миллиарда человек во всем мире, в основном в сельских районах стран с низким уровнем дохода. Эти болезни наносят большой урон эндемическим группам населения, включая потерю способности посещать школу или работу, задержку роста у детей, ухудшение когнитивных навыков и развития у детей младшего возраста, а также серьезное экономическое бремя, которое ложится на целые страны.

Однако паразитарные инфекции также поражают людей, живущих в развитых странах, включая Соединенные Штаты.

Вернуться к началу

Типы микроорганизмов — Микробиология

Цели обучения

  • Перечислите различные типы микроорганизмов и опишите их определяющие характеристики
  • Приведите примеры различных типов клеточных и вирусных микроорганизмов и инфекционных агентов
  • Опишите сходства и различия между археями и бактериями
  • Обзор области микробиологии

Большинство микробов одноклеточные и достаточно мелкие, чтобы их можно было увидеть с помощью искусственного увеличения.Однако есть некоторые одноклеточные микробы, которые видны невооруженным глазом, и некоторые многоклеточные организмы, которые являются микроскопическими. Объект должен иметь размер около 100 микрометров (мкм), чтобы быть видимым без микроскопа, но большинство микроорганизмов во много раз меньше этого. Для некоторой точки зрения предположим, что типичная животная клетка имеет размер примерно 10 мкм в поперечнике, но при этом остается микроскопической. Бактериальные клетки обычно имеют размер около 1 мкм, а вирусы могут быть в 10 раз меньше, чем бактерии (рис. 1). См. Таблицу 1 для единиц измерения длины, используемых в микробиологии.

Рис. 1. Относительные размеры различных микроскопических и немикроскопических объектов. Обратите внимание, что размер типичного вируса составляет около 100 нм, что в 10 раз меньше, чем у типичной бактерии (~ 1 мкм), что как минимум в 10 раз меньше, чем у типичной клетки растения или животного (~ 10–100 мкм). Чтобы объект был виден без микроскопа, его размер должен составлять около 100 мкм.
Таблица 1. Единицы длины, обычно используемые в микробиологии
Метрическая единица Значение префикса Метрический эквивалент
метр (м) 1 м = 10 0 м
дециметр (дм) 1/10 1 дм = 0.1 м = 10 −1 м
сантиметр (см) 1/100 1 см = 0,01 м = 10 −2 м
миллиметр (мм) 1/1000 1 мм = 0,001 м = 10 −3 м
микрометр (мкм) 1/1 000 000 1 мкм = 0,000001 м = 10 −6 м
нм (нм) 1/1 000 000 000 1 нм = 0,000000001 м = 10 −9 м

Микроорганизмы отличаются друг от друга не только размерами, но и строением, средой обитания, обменом веществ и многими другими характеристиками.Хотя мы обычно считаем микроорганизмы одноклеточными, существует также много многоклеточных организмов, которые слишком малы, чтобы их можно было увидеть без микроскопа. Некоторые микробы, например вирусы, даже бесклеточные (не состоят из клеток).

Микроорганизмы встречаются в каждой из трех сфер жизни: археи, бактерии и эукарии. Микробы в домене Bacteria и Archaea все являются прокариотами (их клетки не имеют ядра), тогда как микробы в домене Eukarya являются эукариотами (их клетки имеют ядро).Некоторые микроорганизмы, например вирусы, не входят ни в одну из трех сфер жизни. В этом разделе мы кратко представим каждую из широких групп микробов. В последующих главах будет более подробно рассказано о различных видах в каждой группе.

Насколько велика бактерия или вирус по сравнению с другими объектами? Посетите этот интерактивный веб-сайт, чтобы оценить масштабы различных микроорганизмов.

Прокариотические микроорганизмы

Бактерии встречаются почти во всех средах обитания на Земле, в том числе внутри и на людях.Большинство бактерий безвредны или полезны, но некоторые из них патогенов , вызывающих болезни у людей и других животных. Бактерии являются прокариотическими, потому что их генетический материал (ДНК) не заключен в истинное ядро. У большинства бактерий клеточные стенки содержат пептидогликан.

Бактерии часто описывают по их общей форме. Распространенные формы включают сферическую (кокк), палочковидную (палочка) или изогнутую (спириллум, спирохеты или вибрионы). На рисунке 2 показаны примеры этих форм.

Рисунок 2. Общие формы бактерий. Обратите внимание на то, что коккобациллы представляют собой комбинацию сферической (кокк) и палочковидной (палочка) формы. (Фото «Coccus»: модификация работы Дженис Хейни Карр, Центры по контролю и профилактике заболеваний; кредит «Coccobacillus»: модификация работы Дженис Карр, Центры по контролю и профилактике заболеваний; кредит «Spirochete»: Центры по контролю и профилактике заболеваний) Prevention)

Они обладают широким спектром метаболических возможностей и могут расти в различных средах, используя различные комбинации питательных веществ.Некоторые бактерии являются фотосинтезирующими, например, кислородные цианобактерии и аноксигенные зеленые серные и зеленые несерные бактерии; эти бактерии используют энергию солнечного света и фиксируют углекислый газ для роста. Другие типы бактерий нефотосинтетические, они получают энергию из органических или неорганических соединений в окружающей их среде.

Археи также являются одноклеточными прокариотическими организмами. Археи и бактерии имеют разную эволюционную историю, а также значительные различия в генетике, метаболических путях и составе их клеточных стенок и мембран.В отличие от большинства бактерий, клеточные стенки архей не содержат пептидогликан, но их клеточные стенки часто состоят из аналогичного вещества, называемого псевдопептидогликаном. Подобно бактериям, археи встречаются почти в каждой среде обитания на Земле, даже в экстремальных условиях: очень холодных, очень горячих, очень щелочных или очень кислых (рис. 3). Некоторые археи обитают в организме человека, но ни один из них не является патогеном человека.

Рисунок 3. Некоторые археи живут в экстремальных условиях, таких как бассейн Morning Glory, горячий источник в национальном парке Йеллоустоун.Различия в цвете бассейна являются результатом различных сообществ микробов, способных процветать при различных температурах воды.

Подумай об этом

  • Какие два основных типа прокариотических организмов?
  • Назовите некоторые из определяющих характеристик каждого типа.

Эукариотические микроорганизмы

Домен Eukarya содержит всех эукариот, включая одноклеточных или многоклеточных эукариот, таких как простейшие, грибы, растения и животные.Основной отличительной чертой эукариот является то, что их клетки содержат ядро.

Протисты

Протисты — одноклеточные эукариоты, не являющиеся растениями, животными или грибами. Водоросли и простейшие являются примерами простейших.

Рис. 4. Различные виды диатомовых водорослей обитают в ежегодном морском льду в проливе Мак-Мердо в Антарктиде. Размер диатомовых водорослей колеблется от 2 до 200 мкм, и они визуализируются здесь с помощью световой микроскопии. (кредит: модификация работы Национального управления океанических и атмосферных исследований)

Водоросли (в единственном числе: водоросли) представляют собой растительные протисты, которые могут быть одноклеточными или многоклеточными (рис. 4).Их клетки окружены клеточными стенками из целлюлозы, одного из углеводов. Водоросли — это фотосинтезирующие организмы, которые извлекают энергию из солнца и выделяют кислород и углеводы в окружающую среду. Поскольку другие организмы могут использовать свои отходы для получения энергии, водоросли являются важной частью многих экосистем. Многие потребительские товары содержат ингредиенты, полученные из водорослей, такие как каррагинан или альгиновая кислота, которые содержатся в некоторых марках мороженого, заправках для салатов, напитках, губной помаде и зубной пасте.Производные водорослей также играют важную роль в микробиологической лаборатории. Агар, гель, полученный из водорослей, можно смешивать с различными питательными веществами и использовать для выращивания микроорганизмов в чашке Петри. Водоросли также развиваются как возможный источник биотоплива.

Protozoa (единственное число: простейшие) — это простейшие, которые составляют основу многих пищевых сетей, обеспечивая питательными веществами другие организмы. Простейшие очень разнообразны. Некоторые простейшие передвигаются с помощью волосковидных структур, называемых ресничками, или хлыстоподобных структур, называемых жгутиками.Другие расширяют часть своей клеточной мембраны и цитоплазмы, чтобы продвигаться вперед. Эти цитоплазматические расширения называются псевдопод («ложные ноги»). Некоторые простейшие фотосинтезируют; другие питаются органическим материалом. Некоторые из них являются свободноживущими, в то время как другие паразитируют и могут выжить только за счет извлечения питательных веществ из организма-хозяина. Большинство простейших безвредны, но некоторые из них являются патогенами, которые могут вызывать заболевания у животных или людей (рис. 5).

Рис. 5. Giardia lamblia , кишечный простейший паразит, заражающий людей и других млекопитающих, вызывая тяжелую диарею.(кредит: модификация работы Центров по контролю и профилактике заболеваний)

Грибки

Грибы (единственное число: гриб) также являются эукариотами. Некоторые многоклеточные грибы, например грибы, напоминают растения, но на самом деле они совсем другие. Грибы не фотосинтезируют, и их клеточные стенки обычно состоят из хитина, а не целлюлозы.

Рисунок 6. Candida albicans — одноклеточный гриб или дрожжи. Это возбудитель вагинальных дрожжевых инфекций, а также молочницы полости рта, дрожжевой инфекции полости рта, которая обычно поражает младенцев. C. albicans имеет морфологию, сходную с морфологией кокковых бактерий; однако дрожжи — это эукариотические организмы (обратите внимание на ядра) и они намного крупнее. (кредит: модификация работы Центров по контролю и профилактике заболеваний)

Одноклеточные грибы — дрожжи — включены в исследование микробиологии. Известно более 1000 видов. Дрожжи встречаются в самых разных средах, от морских глубин до человеческого пупка. Некоторые дрожжи имеют полезное применение, например, заставляют подниматься хлеб и бродят напитки; но дрожжи также могут испортить пищу.Некоторые даже вызывают заболевания, такие как вагинальные дрожжевые инфекции и молочница во рту (рис. 6).

Другими грибами, представляющими интерес для микробиологов, являются многоклеточные организмы, называемые плесени . Формы состоят из длинных нитей, которые образуют видимые колонии (рис. 7). Плесень встречается в самых разных средах, от почвы до гниющей пищи и сырых углов ванной комнаты. Плесень играет решающую роль в разложении мертвых растений и животных. Некоторые плесневые грибки могут вызывать аллергию, а другие производят болезнетворные метаболиты, называемые микотоксинами.Плесень использовалась для изготовления фармацевтических препаратов, включая пенициллин, который является одним из наиболее часто назначаемых антибиотиков, и циклоспорин, используемый для предотвращения отторжения органа после трансплантации.

Рис. 7. Большие колонии микроскопических грибов часто можно наблюдать невооруженным глазом, как на поверхности этих заплесневелых апельсинов.

Подумай об этом

  • Назовите два типа простейших и два типа грибов.
  • Назовите некоторые из определяющих характеристик каждого типа.

Гельминты

Многоклеточные паразитические черви, называемые гельминтами. технически не являются микроорганизмами, поскольку большинство из них достаточно большие, чтобы их можно было увидеть без микроскопа. Однако эти черви относятся к области микробиологии, потому что болезни, вызываемые гельминтами, связаны с микроскопическими яйцами и личинками. Одним из примеров гельминта является гвинейский червь или Dracunculus medinensis , который вызывает головокружение, рвоту, диарею и болезненные язвы на ногах и ступнях, когда червь выходит из кожи (рис. 8).Заражение обычно происходит после того, как человек выпьет воду, содержащую водяных блох, инфицированных личинками дракункулеза. В середине 1980-х годов было зарегистрировано 3,5 миллиона случаев дракункулеза, но эта болезнь в значительной степени искоренена. В 2014 году было зарегистрировано только 126 случаев заболевания благодаря скоординированным усилиям Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) и других групп, приверженных улучшению санитарии питьевой воды.

Рис. 8. (a) Говяжий цепень, Taenia saginata , заражает как крупный рогатый скот, так и людей. Яйца T. saginata микроскопические (около 50 мкм), но взрослые черви, подобные показанному здесь, могут достигать 4–10 м, поселяясь в пищеварительной системе. (b) Взрослого морского червя Dracunculus medinensis удаляют через повреждение на коже пациента, наматывая его на спичку. (кредит a, b: модификация работы Центров по контролю и профилактике заболеваний)

Вирусы

Вирусы — это бесклеточных микроорганизмов, что означает, что они не состоят из клеток.По сути, вирус состоит из белков и генетического материала — ДНК или РНК, но никогда того и другого, — которые инертны вне организма-хозяина. Однако, встраиваясь в клетку-хозяин, вирусы могут кооптировать клеточные механизмы хозяина для размножения и заражения других хозяев.

Вирусы могут инфицировать все типы клеток, от клеток человека до клеток других микроорганизмов. У людей вирусы вызывают множество заболеваний, от простуды до смертельной лихорадки Эбола (рис. 9).Однако многие вирусы не вызывают болезни.

Рисунок 9. (a) Члены семейства коронавирусов могут вызывать респираторные инфекции, такие как простуда, тяжелый острый респираторный синдром (SARS) и ближневосточный респираторный синдром (MERS). Здесь они просматриваются под просвечивающим электронным микроскопом (ТЕМ). (b) Эболавирус, член семейства филовирусов, визуализированный с помощью ПЭМ. (кредит а: модификация работы Центров по контролю и профилактике заболеваний; кредит б: модификация работы Томаса У.Гейсберт)

Подумай об этом

  • Являются ли гельминты микроорганизмами? Объясните, почему да или почему нет.
  • Чем вирусы отличаются от других микроорганизмов?
Рис. 10. Вирусолог отбирает яйца из этого гнезда для тестирования на вирус гриппа А, вызывающий птичий грипп у птиц. (Источник: Служба рыбных ресурсов и дикой природы США)

Микробиология как область исследований

Микробиология — широкий термин, охватывающий изучение всех различных типов микроорганизмов.Но на практике микробиологи, как правило, специализируются на одной из нескольких областей. Например, бактериология — исследование бактерий; микология — исследование грибов; Протозоология — исследование простейших; паразитология — исследование гельминтов и других паразитов; и вирусология — исследование вирусов (рис. 10).

Иммунология , исследование иммунной системы, часто включается в изучение микробиологии, потому что взаимодействия хозяин-патоген играют центральную роль в нашем понимании процессов инфекционных заболеваний.Микробиологи также могут специализироваться в определенных областях микробиологии, таких как клиническая микробиология, микробиология окружающей среды, прикладная микробиология или микробиология пищевых продуктов.

В этом учебнике мы в первую очередь занимаемся клиническими приложениями микробиологии, но, поскольку различные разделы микробиологии тесно взаимосвязаны, мы часто будем обсуждать приложения, которые не являются строго клиническими.

Биоэтика в микробиологии

В 1940-х годах правительство США искало решение медицинской проблемы: распространенности заболеваний, передающихся половым путем (ЗППП) среди солдат.В нескольких ныне печально известных исследованиях, финансируемых государством, использовались люди для изучения распространенных ЗППП и методов лечения. В одном из таких исследований американские исследователи намеренно подвергли более 1300 человек в Гватемале сифилису, гонореи и шанкроиду, чтобы определить способность пенициллина и других антибиотиков бороться с этими заболеваниями. Объектами исследования были гватемальские солдаты, заключенные, проститутки и пациенты психиатрических больниц — ни один из них не был проинформирован о своем участии в исследовании.Исследователи подвергали испытуемых заболеваниям, передаваемым половым путем, различными методами, от облегчения полового акта с инфицированными проститутками до вакцинации испытуемых бактериями, вызывающими заболевания. Этот последний метод заключался в нанесении небольшой раны на гениталиях субъекта или в другом месте на теле, а затем попадании бактерий прямо в рану. В 2011 году правительственная комиссия США, которой было поручено расследовать этот эксперимент, показала, что только некоторые из испытуемых получали пенициллин, а к 1953 году 83 человека умерли, вероятно, в результате исследования.

К сожалению, это один из многих ужасающих примеров микробиологических экспериментов, нарушающих основные этические стандарты. Даже если бы это исследование привело к спасительному прорыву в медицине (а это не так), мало кто будет утверждать, что его методы были этически разумными или морально оправданными. Но не все случаи так однозначны. Специалисты, работающие в клинических условиях, часто сталкиваются с этическими дилеммами, такими как работа с пациентами, которые отказываются от вакцины или переливания жизненно важной крови.Это всего лишь два примера решений о жизни и смерти, которые могут пересекаться с религиозными и философскими убеждениями как пациента, так и медицинского работника.

Какой бы благородной ни была цель, микробиологические исследования и клиническая практика должны руководствоваться определенным набором этических принципов. Исследования должны проводиться честно. Пациенты и субъекты исследования предоставляют информированное согласие (не только соглашаются на лечение или изучение, но и демонстрируют понимание цели исследования и любых связанных с этим рисков).Права пациентов должны соблюдаться. Процедуры должны быть одобрены наблюдательным советом учреждения. При работе с пациентами первостепенное значение имеют точный учет, честное общение и конфиденциальность. С животными, используемыми для исследований, следует обращаться гуманно, и все протоколы должны быть одобрены институциональным комитетом по уходу за животными и их использованию. Это лишь некоторые из этических принципов, рассмотренных во вставках Eye on Ethics в этой книге.

Клиническая направленность: Кора, разрешение

Этот пример завершает историю Коры, начатую в книгах «Что знали наши предки» и «Систематический подход».

Образцы спинномозговой жидкости

Cora не показывают признаков воспаления или инфекции, как можно было бы ожидать при вирусной инфекции. Однако в ее спинномозговой жидкости высокая концентрация определенного белка, 14-3-3. Электроэнцефалограмма (ЭЭГ) ее головного мозга также не соответствует норме. ЭЭГ напоминает ЭЭГ пациента с нейродегенеративным заболеванием, таким как болезнь Альцгеймера или Хантингтона, но быстрое снижение когнитивных функций Коры не согласуется ни с одним из них. Вместо этого ее врач заключает, что у Коры болезнь Крейтцфельда-Якоба (CJD) , тип трансмиссивной губчатой ​​энцефалопатии (TSE).

CJD — чрезвычайно редкое заболевание, в США ежегодно регистрируется всего около 300 случаев. Это вызвано не бактерией, грибком или вирусом, а скорее прионами , которые не вписываются в какую-либо конкретную категорию микробов. Как и вирусы, прионы не встречаются на дереве жизни, потому что они бесклеточные. Прионы чрезвычайно малы, примерно в десять раз меньше обычного вируса. Они не содержат генетического материала и состоят исключительно из аномального белка.

CJD может иметь несколько разных причин. Он может быть приобретен при контакте с мозгом или тканями нервной системы инфицированного человека или животного. Употребление мяса зараженного животного — один из возможных способов заражения. Также были редкие случаи заражения CJD через контакт с зараженным хирургическим оборудованием и от доноров роговицы и гормона роста, которые неосознанно болели CJD. В редких случаях заболевание возникает в результате определенной генетической мутации, которая иногда может быть наследственной.Однако примерно у 85% пациентов с CJD причина заболевания является спонтанной (или спорадической) и не может быть идентифицирована. Судя по симптомам и их быстрому прогрессированию, Коре ставят диагноз спорадический БКЯ.

К сожалению для Коры, CJD — это смертельная болезнь, для которой нет одобренного лечения. Примерно 90% пациентов умирают в течение 1 года после постановки диагноза. Ее врачи стараются ограничить ее боль и когнитивные симптомы по мере прогрессирования болезни. Спустя восемь месяцев Кора умирает.Ее диагноз CJD подтвержден вскрытием мозга.

Основные понятия и краткое изложение

  • Микроорганизмы очень разнообразны и встречаются во всех трех сферах жизни: археи, бактерии и эукарии.
  • Бактерии архей и классифицируются как прокариоты, поскольку у них отсутствует клеточное ядро. Археи отличаются от бактерий эволюционной историей, генетикой, метаболическими путями, составом клеточных стенок и мембран.
  • Археи населяют почти любую среду на Земле, но ни один из архей не был идентифицирован как патогенные микроорганизмы человека.
  • Эукариоты , изучаемые в микробиологии, включают водоросли, простейшие, грибы и гельминты.
  • Водоросли — это растительные организмы, которые могут быть одноклеточными или многоклеточными и получают энергию посредством фотосинтеза.
  • Простейшие — одноклеточные организмы со сложной клеточной структурой; большинство из них подвижны.
  • Микроскопические грибов включают плесневых грибов и дрожжей .
  • Гельминты — многоклеточные паразитические черви.Они включены в область микробиологии, потому что их яйца и личинки часто микроскопические.
  • Вирусы — это бесклеточные микроорганизмы, для воспроизводства которых требуется хозяин.
  • Область микробиологии чрезвычайно широка. Микробиологи обычно специализируются в одной из многих областей, но всем специалистам в области здравоохранения требуется прочный фундамент в области клинической микробиологии.

Множественный выбор

Какой из следующих типов микроорганизмов фотосинтезирует?

  1. дрожжи
  2. вирус
  3. гельминты
  4. водоросли

[раскрыть-ответ q = ”631912 ″] Показать ответ [/ раскрыть-ответ]
[скрытый-ответ a =” 631912 ″] Ответить d.Водоросли фотосинтезируют. [/ Hidden-answer]

Что из перечисленного является прокариотическим микроорганизмом?

  1. гельминт
  2. простейшие
  3. цианобактерии
  4. форма

[показать-ответ q = ”59562 ″] Показать ответ [/ показать-ответ]
[скрытый-ответ a =” 59562 ″] Ответ c. Цианобактерии — прокариотические микроорганизмы. [/ Hidden-answer]

Что из перечисленного является бесклеточным?

  1. вирус
  2. бактерия
  3. гриб
  4. простейшие

[раскрыть-ответ q = ”89748 ″] Показать ответ [/ раскрыть-ответ]
[скрытый-ответ a =” 89748 ″] Ответить a.Вирусы бесклеточные. [/ Hidden-answer]

Что из перечисленного является типом грибковых микроорганизмов?

  1. бактерия
  2. простейшие
  3. водоросль
  4. дрожжи

[раскрыть-ответ q = ”69693 ″] Показать ответ [/ раскрыть-ответ]
[скрытый-ответ a =” 69693 ″] Ответить d. Дрожжи — это разновидность грибковых микроорганизмов. [/ Hidden-answer]

Что из перечисленного не относится к области микробиологии?

  1. бактериология
  2. ботаника
  3. клиническая микробиология
  4. вирусология

[показать-ответ q = ”680920 ″] Показать ответ [/ раскрыть-ответ]
[скрытый-ответ a =” 680920 ″] Ответ b.Ботаника не является разделом микробиологии. [/ Hidden-answer]

Заполните бланк

A ________ — болезнетворный микроорганизм.

[show-answer q = ”207161 ″] Показать ответ [/ show-answer]
[hidden-answer a =” 207161 ″] Патоген является болезнетворным микроорганизмом. [/ Hidden-answer]

Многоклеточные паразитические черви, изученные микробиологами, называются ___________.

[показать-ответ q = ”262594 ″] Показать ответ [/ раскрыть-ответ]
[скрытый-ответ a =” 262594 ″] Многоклеточные паразитические черви, изученные микробиологами, называются гельминтами .[/ hidden-answer]

Исследование вирусов ___________.

[Показать-ответ q = ”170063 ″] Показать ответ [/ Показать-ответ]
[hidden-answer a =” 170063 ″] Изучение вирусов вирусологии . [/ Hidden-answer]

В клетках прокариотических организмов отсутствует _______.

[show-answer q = ”729248 ″] Показать ответ [/ show-answer]
[hidden-answer a =” 729248 ″] В клетках прокариотических организмов отсутствует ядро ​​ . [/ Hidden-answer]

Подумай об этом

  1. Опишите различия между бактериями и археями.
  2. Назовите три структуры, которые различные простейшие используют для передвижения.
  3. Опишите действительные и относительные размеры вируса, бактерии и клетки растения или животного.
  4. Сравните поведение вируса снаружи и внутри клетки.
  5. Где на этой диаграмме должны находиться вирус, бактерия, животная клетка и прион?

1.2A Типы микроорганизмов — биология LibreTexts

Микроорганизмы составляют значительную часть живого материала планеты и играют важную роль в поддержании экосистемы Земли.

Цели обучения

  • Определите различия между микробными организмами.

Ключевые моменты

  • Микроорганизмы делятся на семь типов: бактерии, археи, простейшие, водоросли, грибы, вирусы и паразиты многоклеточных животных (гельминты).
  • Каждый тип имеет характерный клеточный состав, морфологию, способ передвижения и размножение.
  • Микроорганизмы полезны для производства кислорода, разложения органических материалов, обеспечения растений питательными веществами и поддержания здоровья человека, но некоторые из них могут быть патогенными и вызывать заболевания у растений и людей.

Ключевые термины

  • Окраска по Граму : метод дифференциации видов бактерий на две большие группы (грамположительные и грамотрицательные).
  • пептидогликан : полимер гликана и пептидов, обнаруженный в стенках бактериальных клеток.

Микроорганизмы или микробы — это микроскопические организмы, которые существуют в виде одноклеточных, многоклеточных или клеточных кластеров. Микроорганизмы широко распространены в природе и полезны для жизни, но некоторые могут нанести серьезный вред.Их можно разделить на шесть основных типов: бактерии, археи, грибы, простейшие, водоросли и вирусы.

Бактерии

Бактерии — одноклеточные организмы. Клетки описываются как прокариотические, потому что у них нет ядра. Они существуют в четырех основных формах: палочка (форма стержня), кокк (сферическая форма), спирилла (спиральная форма) и вибрион (изогнутая форма). Большинство бактерий имеют клеточную стенку пептидогликана; они делятся двойным делением; и они могут обладать жгутиками для подвижности. Различие в структуре их клеточных стенок является основным признаком, используемым при классификации этих организмов.

В зависимости от способа окрашивания структуры их клеточной стенки бактерии можно классифицировать как грамположительные или грамотрицательные при использовании окрашивания по Граму. Бактерии могут быть далее разделены в зависимости от их реакции на газообразный кислород на следующие группы: аэробные (живущие в присутствии кислорода), анаэробные (живущие без кислорода) и факультативные анаэробы (могут жить в обеих средах).

По способу получения энергии бактерии классифицируются как гетеротрофы или автотрофы.Автотрофы сами производят пищу, используя энергию солнечного света или химические реакции, и в этом случае их называют хемоавтотрофами. Гетеротрофы получают энергию, потребляя другие организмы. Бактерии, использующие разлагающиеся формы жизни в качестве источника энергии, называются сапрофитами.

Археи

Археи или архебактерии отличаются от настоящих бактерий структурой клеточной стенки и не имеют пептидогликанов. Это прокариотические клетки, жадные к экстремальным условиям окружающей среды.В зависимости от среды обитания всех архей можно разделить на следующие группы: метаногены (организмы, производящие метан), галофилы (археи, живущие в соленой среде), термофилы (археи, живущие при чрезвычайно высоких температурах) и психрофилы (живущие при низких температурах). Археи). Археи используют разные источники энергии, такие как газообразный водород, двуокись углерода и серу. Некоторые из них используют солнечный свет для производства энергии, но не так, как растения. Они поглощают солнечный свет с помощью мембранного пигмента бактериородопсина.Он реагирует со светом, что приводит к образованию энергетической молекулы аденозинтрифосфата (АТФ).

Грибки

Грибы (грибы, плесень и дрожжи) — это эукариотические клетки (с истинным ядром). Большинство грибов многоклеточны, и их клеточная стенка состоит из хитина. Они получают питательные вещества, поглощая органический материал из окружающей среды (разлагатели), посредством симбиотических отношений с растениями (симбионты) или вредных отношений с хозяином (паразиты). Они образуют характерные нитчатые трубки, называемые гифами, которые помогают поглощать материал.Коллекция гиф называется мицелием. Грибки размножаются, выпуская споры.

Простейшие

Простейшие — одноклеточные аэробные эукариоты. Они имеют ядро, сложные органеллы и получают питание путем абсорбции или проглатывания через специализированные структуры. Они составляют самую большую группу организмов в мире с точки зрения численности, биомассы и разнообразия. Их клеточные стенки состоят из целлюлозы. Простейшие традиционно подразделяются на основе их способа передвижения: жгутики производят свою собственную пищу и используют свою хлыстоподобную структуру для продвижения вперед, у инфузорий есть крошечные волосы, которые бьются, чтобы производить движение, у амебоидов есть ложные ноги или псевдоподии, используемые для питания и передвижения, и спорозоиды неподвижны.У них также есть разные способы питания, что объединяет их в автотрофы или гетеротрофы.

Водоросли

Водоросли, также называемые цианобактериями или сине-зелеными водорослями, представляют собой одноклеточные или многоклеточные эукариоты, которые получают питание путем фотосинтеза. Они живут в воде, влажной почве и камнях и производят кислород и углеводы, используемые другими организмами. Считается, что цианобактерии являются источником зеленых наземных растений.

Вирусы

Вирусы — это неклеточные образования, которые состоят из ядра нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК), окруженного белковой оболочкой.Хотя вирусы классифицируются как микроорганизмы, они не считаются живыми организмами. Вирусы не могут воспроизводиться вне клетки-хозяина и не могут метаболизироваться самостоятельно. Вирусы часто поражают прокариотические и эукариотические клетки, вызывая заболевания.

Паразиты многоклеточных животных

Группа эукариотических организмов, состоящая из плоских и круглых червей, которые вместе называются гельминтами. Хотя они не являются микроорганизмами по определению, поскольку они достаточно большие, чтобы их можно было легко увидеть невооруженным глазом, они проживают часть своего жизненного цикла в микроскопической форме.Поскольку паразитические гельминты имеют клиническое значение, их часто обсуждают вместе с другими группами микробов.

Рисунок: Окраска по Граму : Это микроскопическое изображение окраски по Граму смешанных грамположительных кокков (Staphylococcus aureus, фиолетовый) и грамотрицательных бацилл (Escherichia coli, красный). Рисунок: Типы микроорганизмов : Это дерево. жизни показывает различные типы микроорганизмов.

простейших — обзор | Темы ScienceDirect

4 ПРОТОЗОАЛЬНОЕ ПИТАНИЕ

Простейшие демонстрируют широкий спектр стратегий питания, четыре типа которых представлены простейшими, обнаруженными в системах очистки сточных вод.Некоторые представители Phytomasti-gophorea являются первичными продуцентами и способны к фотоавтотрофному питанию в дополнение к более обычному хемогетеротрофному питанию.

Гетеротрофия среди жгутиковых простейших способствует процессу удаления биохимической потребности в кислороде (БПК), а поглощение растворимого органического материала происходит либо путем диффузии, либо путем активного транспорта. Простейшие, которые получают свой органический материал таким образом, известны как сапрозойные и вынуждены конкурировать с более эффективными гетеротрофными бактериями за доступный БПК.Амебы и ресничные простейшие также способны образовывать пищевую вакуоль вокруг твердой пищевой частицы (которая включает бактерии) с помощью процесса, известного как фагоцитоз. Затем органическое содержимое частицы может быть использовано после ферментативного расщепления в вакуоли, процесс, который занимает от 1 до 24 часов. Это называется голозойным или фаготрофным питанием и не предполагает прямой конкуренции с бактериями, которые не способны поглощать частицы.

Последний способ питания простейших — это хищничество.Эти хищники — в основном инфузории, некоторые из которых способны питаться водорослями (и, следовательно, являются травоядными), а также другие инфузорийные и жгутиковые простейшие формы.

Все простейшие зависят от фагоцитоза для получения энергии и углерода для создания клеточного материала (рис. 4.2). Это включает в себя заключение твердой частицы пищи в вакуоль, которая покрыта мембраной и в которой происходит пищеварение. Растворенные питательные вещества удаляются из вакуоли, оставляя неусвояемые остатки.Они удаляются из клетки путем слияния вакуоли с поверхностной мембраной клетки. Типичный срок жизни пищевой вакуоли составляет около 20 минут, хотя это время сокращается, если клетка не питается.

Рис. 4.2. Разложение пищевой частицы путем фагацитоза. (а) Пищевая частица поглощается псевдоподиями и образуется вакуоль; (б) ферментное переваривание происходит внутри вакуоли, и продукты переваривания высвобождаются в цитоплазму; (c) непереваренные остатки выбрасываются из тела.

Помимо фагоцитоза, существуют другие механизмы, с помощью которых простейшие могут получать энергию и клеточные строительные блоки.Некоторые простейшие участвуют в симбиотических отношениях с фотосинтезирующими организмами, тогда как другие считаются способными поглощать растворенные питательные вещества. Однако сомнительно, что этот последний механизм играет какую-либо роль для свободноживущих простейших вне лабораторной культуры.

Хотя фагоцитоз практикуют все простейшие, существует ряд различных схем питания, которые используются для захвата твердых частиц, и их можно разделить на три категории, а именно: фильтрующие питатели, хищные питатели и диффузионные питатели.Подача через фильтр включает создание питающего тока, который затем пропускается через устройство, которое отфильтровывает твердые частицы в воде. У жгутиковых это воротничок из прямых жестких щупалец. У инфузорий вода проходит через расположение параллельных ресничек. Зазор между щупальцами в ошейнике и параллельными инфузориями определяет размер удерживаемых частиц. Обычно это значение составляет от 0,3 до 1,5 мкм и помогает объяснить, почему присутствие здоровой популяции инфузорий на установке с активным илом создает такие кристально чистые сточные воды с уменьшенным количеством индикаторных бактерий фекалий (Таблица 4.3).

ТАБЛИЦА 4.3. Влияние мерцательных простейших на качество сточных вод лабораторного завода по производству активного ила

мг
Параметр Без инфузорий С инфузориями
53-70 7-24
ХПК (мг / л) 198-250 124-142
Органический азот (мгН / л) 14-21 10
Взвешенные частицы (мг / л) 86-118 6-34
OD 6 20 0.95-1,42 0,23-0,34
Количество жизнеспособных бактерий (КОЕ / мл × 10 6 ) 106-160 1-9

(от Pike and Curds, 1971)

9000 Copyright © 1971

Хищное кормление практикуется у мелких жгутиконосцев и амеб, которые питаются бактериями. В этом режиме потоки воды направляются против клетки с помощью волосатого переднего жгутика. Частицы, которые контактируют с губообразной структурой простейших, фагоцитируются (рис.4.2). Поскольку каждая частица улавливается отдельно (по сравнению с фильтрующими устройствами, которые удерживают все частицы правильного размера), это позволяет простейшим различать, что попадает в организм. Это может зависеть от размера или типа жертвы, например, от водорослей или мелких жгутиконосцев. Простейшие также способны различать разные виды бактерий, выбирая предпочтительные типы.

Диффузное кормление практикуется саркодинами. Сукториане — обычные простейшие в активном иле, питающиеся диффузией, в основном другими инфузориями.Сукторианцы прикреплены к хлопьевидной частице стеблем, и у них есть пучки щупалец, поддерживаемые внутренним цилиндром из микротрубочек. Инфузории, которые касаются этих щупалец, прикрепляются и обездвиживаются. Затем щупальца проникают в прикрепленную инфузорию и втягивают содержимое через щупальце в присоску.

В двух последних режимах питания простейшие демонстрируют определенную степень избирательного питания. Более крупные формы амеб плотоядны, питаются в основном инфузориями и жгутиками, тогда как более мелкие амебы питаются в основном бактериями.Обнаружено, что хищные присоски питаются почти исключительно голотриховыми и спириотрихоподобными инфузориями, причем гипотрихи, жгутиконосцы и амебы отлавливаются редко. Перитриховидные инфузории в первую очередь питаются бактериями, но имеют ограниченное количество видов бактерий, которыми они могут питаться. Некоторые виды бактерий способны поддерживать рост в течение длительного времени, тогда как другие вызывают голод через короткое время. Кроме того, многие бактерии, особенно пигментированные, оказываются токсичными для инфузорий, которые их проглатывают.

Что такое простейшие? | SpringerLink

Часть Серия Брока / Спрингера в современной биологии серия книг (BROCK / SPRINGER)

Abstract

Вопрос, сформулированный в заголовке главы, далеко не тривиальный. Многие стандартные учебники определяют простейшие как «одноклеточные животные», но это не совсем удовлетворительно. Идея о том, что простейшие одноклеточные в том смысле, что они соответствуют одной клетке многоклеточного организма, была впервые выдвинута и принята примерно через 170 лет после открытия простейших Левенгуком в 1674 году.Термин «простейшие» был введен Гольдфусом в 1817 году для обозначения «исконных животных», включая кишечнополостных. Название мемуаров Эренберга: Die Infusionsthierchen als vollkommene Organismen (1838), которое также включает небольших многоклеточных существ, таких как коловратки, отсылает к идее, что простейшие вполне сопоставимы с высшими животными, питающей вакуоль желудка и т. Д. . Д’Орбиньи, придумавший название Foraminifera в 1826 году, считал их разновидностью головоногих из-за сходства между панцирями (некоторых) фораминифер и раковиной моллюска Nautilus .И только в середине прошлого века, когда клетка была признана строительной единицей животных и растений, идея простейших как единичных клеток, сопоставимых с клетками многоклеточных организмов, стала общепринятой. Эта идея затем привела к теории о том, что многоклеточные организмы возникли как колонии простейших клеток.

Это предварительный просмотр содержимого подписки,

войдите в

, чтобы проверить доступ.

Предварительный просмотр

Невозможно отобразить предварительный просмотр. Скачать превью PDF.

Информация об авторских правах

© Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1987

Авторы и аффилированные лица

  1. 1. Кафедра экологии и генетики, Орхусский университет, Орхус, Дания

Департамент энергетики объясняет … Микробиология | Министерство энергетики

Микробиология — это исследование микроорганизмов, которые обычно слишком малы, чтобы их можно было увидеть человеческим глазом без микроскопа. Микроорганизмы (также известные как микробы) необходимы для жизни на Земле; сложные организмы (включая людей) сочли бы почти невозможным выжить без них.Эти крошечные организмы определяют, как питательные вещества перемещаются в окружающей среде, контролируя работу экосистем. Например, они несут ответственность за разрушение и распад биологических материалов. Микроорганизмы влияют на наш климат, определяют, как портится пища, а также вызывают и контролируют заболевания. Мы также можем использовать микроорганизмы для производства жизненно важных лекарств, производства биотоплива, очистки загрязнения и выращивания сельскохозяйственных культур.

Микроорганизмы могут быть одноклеточными (одноклеточные), многоклеточными (клеточные колонии) или бесклеточными (без клеток).К ним относятся бактерии, археи, грибы, простейшие, водоросли и вирусы.

  • Бактерии — это одноклеточные микробы без ядра.
  • Археи похожи на бактерии, но имеют разные структуры и свойства. Это дает им возможность жить в экстремальных условиях окружающей среды.
  • Простейшие — одноклеточные микроорганизмы, имеющие ядра. Они получают пищу, окружая ее клеточными мембранами. Они обитают в самых разных средах, где некоторые могут питаться бактериями, чтобы выжить.
  • Водоросли — это одноклеточные или многоклеточные организмы, которые имеют ядра и получают энергию посредством фотосинтеза, как и растения.
  • К грибам относятся грибы, плесень и дрожжи. Их клетки имеют ядра, а многие грибы многоклеточные.
  • Вирусы — это неклеточные образования, которые состоят из ядра ДНК или РНК, окруженного белком. Не все биологи считают вирусы живыми организмами. Ни один из известных вирусов не способен воспроизводить себя — им нужны клетки других организмов, чтобы они могли копировать себя.

Департамент науки Министерства энергетики США: вклад в исследования микробиологии

Министерство энергетики (DOE) поддерживает микробиологические исследования, которые помогают нам поддерживать энергетическую безопасность и устойчивую окружающую среду. Программа DOE по биологическим и экологическим исследованиям (BER) поддерживает научные исследования и объекты, которые стремятся понять сложные биологические, земные и экологические системы. Помимо исследований, финансируемых академическими учреждениями и национальными лабораториями, DOE BER поддерживает два учреждения, которые проводят микробиологические исследования.Лаборатория молекулярных наук об окружающей среде (EMSL) предоставляет ученым доступ к инструментам и технологиям для понимания клеточных процессов и взаимодействий. Исследователи используют эту информацию для построения моделей биологических систем. Объединенный институт генома Министерства энергетики США (JGI) секвенирует геномы микробов и микробных сообществ и предоставляет широкий спектр знаний и возможностей для исследований в области микробиологии и синтетической биологии.

Программа DOE по фундаментальным энергетическим наукам (BES) поддерживает фундаментальные исследования для понимания, прогнозирования и, в конечном итоге, контроля материи и энергии на электронном, атомном и молекулярном уровнях.BES финансирует исследования микробной биохимии и механизмов, которые микробы используют для захвата, преобразования и хранения энергии. Знания об этих естественных механизмах могут помочь вдохновить на разработку более эффективных компонентов и реакций для энергетических технологий.

Быстрые факты

  • Ученые считают, что в чаше с почвой больше бактерий, чем людей на Земле. Это много бактерий — в мире примерно 7,8 миллиарда человек.
  • Микробы могут выделять азот и фосфор из почвы и высвобождать их, чтобы растения могли использовать эти питательные вещества для роста и использования меньшего количества удобрений.
  • ДНК микробов можно модифицировать для производства самых разных продуктов — от биотоплива до пластмасс и других полезных химикатов.

Author: alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.