Для чего амебе нужны ложноножки. Строение и жизнедеятельность амебы
Амёба протей или обыкновенная амёба – лат. Amoeba proteus. Амёба протей или представляет собой огромный амебоидный организм, представитель класса лобозные амёбы, относится к типу простейшие . Встречается в пресных водах, аквариумах .
В капле воды, взятой из пруда, болота, канавы или аквариума, если ее рассматривать под микроскопом, открывается целый мир живых существ. Среди них имеются крошечные полупрозрачные беспозвоночные животные, непрестанно изменяющие форму своего тела.
Обыкновенная амеба, как и инфузория туфелька – самые простые по своему строению животные. Чтобы рассмотреть обыкновенную амёбу, необходимо поместить каплю воды с амебами под микроскоп. Все тело обыкновенной амебы состоит из крошечного студенистого комочка живого вещества – протоплазмы с ядром внутри. Из курса ботаники известно, что комочек протоплазмы с ядром – это клетка. Значит, обыкновенная амёба – одноклеточное беспозвоночное животное.
Наблюдая за амебой протей под микроскопом, мы замечаем, что через некоторое время форма ее тела изменяется. Амеба протей не имеет постоянной формы тела. Поэтому она и получила название «амёба», что в переводе с греческого языка означает «изменчивая».
Также под микроскопом, можно заметить, что она медленно переползает на затемненную часть стекла. Яркий солнечный свет быстро убивает обыкновенных амеб. Если внести в капельку воды кристаллик поваренной соли, амеба пере-стает двигаться, втягивает ложноножки и приобретает шарообразную форму. Таким образом, обыкновенные амебы уменьшают поверхность тела, на которую действует вредный для них раствор соли. Значит, обыкновенные амебы способны отвечать на внешние раздражения. Эта способность называется раздражимостью. Она связывает обыкновенную амебу с внешней средой и имеет защитное значение.
Обыкновенных амеб можно найти даже в канавах и лужах, образовавшихся совсем недавно. Когда водоем, в котором живут обыкновенные амебы и другие простейшие, начинает высыхать, они не погибают, а покрываются плотной оболочкой, превращаясь в цисту. В таком состоянии амебы и другие простейшие могут переносить как высокую температуру (до +50, +60°), так и сильное охлаждение (до – 273 градусов). Ветром цисты разносятся на значительные расстояния. Когда такая циста снова попадает в благоприятные условия, она начинает питаться и размножаться. Благодаря такому приспособлению, обыкновенные амёбы переживают неблагоприятные для них условия жизни и расселяются по всей планете. Передвижение амёбы происходит при помощи ложноножек.
Питается амёба бактериями, водорослями, микроскопическими грибами. С помощью ложноножек (из-за которых осуществляется перемещение амёбы), захватывает пищу.
Амёбе протей, также, как и всем животным, необходим кислород. Дыхание амёбы осуществляется за счёт усваивания кислорода из воды и выделением углекислого газа.
Размножаются обыкновенные амёбы делением. При этом ядро амебы удлиняется, а затем делится пополам.
Тело амёбы протей (рис. 16) покрыто плазматической мембраной . Всеми дей-ствиями амебы руководит ядро . Цитоплазма находится в постоянном движении. Если её микропотоки устремляются к одной точке поверхности амебы, там появляется выпя-чивание. Оно увеличивается в размерах, становится вы-ростом тела. Это ложноножка, которая прикрепляется к частицам ила. В нее постепенно перетекает все содержимое амебы. Так происходит передвижение амебы с места на место.
Амеба протей — всеядное животное. Ее пищу составляют бактерии , одноклеточные растения и живот-ные, а также разлагающиеся органические частицы . Пере-двигаясь, амеба наталкивается на пищу и обтекает ее со всех сторон и та оказывается в цитоплазме (рис. 16). Во-круг пищи формируется пищеварительная вакуоль, куда поступают пищеварительные секреты, переваривающие пи-щу . Такой способ захвата пищи называется клеточным заглатыванием.
Амеба может питаться и жидкой пищей, используя другой способ — клеточное питье. Происходит это так. Снаружи внутрь цитоплазмы впячивается тонкая трубочка, в которую засасывается жидкая пища. Вокруг нее обра-зуется пищеварительная вакуоль.
| Рис. 16. Строение и питание амебы |
Выделение
Как и у бодо, вакуоль с непереваренными остатками пищи перемещается к поверхности тела амебы и ее содер-жимое выбрасывается наружу. Выделение вредных веществ жизнедеятельности и из-бытка воды происходит при помощи сокра-тительной (пульсирующей) вакуоли.
Дыхание
Дыхание у амебы осуществляется так же, как у бодо (см. Бодо — животное жгутиконосец ).
Каждый вид простейших животных имеет свое строение, свою форму, в том числе и очень сложную и причудливую. Она образуется не случайно, и сохраняется очень долго: на дне океана в отложениях, образовавшихся десятки миллионов лет назад, находят точно такие же раковины фораминифер.
Такое возможно потому, что у каждого вида построение организма осуществляется по определенному плану, опре-деленной программе. Эта программа записана особым ко-дом на длинных молекулах, хранящихся в ядре клетки , точно так же, как программы для компьютера записывают на магнитном жестком диске. Перед размножением с программы списывается копия, и передается потомству. Эти программы можно называть генетически закрепленными, или врожденными. Материал с сайта
Ядро клетки содержит не только программы, как ее построить, но и как действовать. Они определяют действия животного — его поведение . Подобно тому, как у одних простейших программы построения формы тела приводят к простой форме, а у других к сложной, так и программы поведения могут быть и простыми, и сложными. Разно-образие животных по сложности программы поведения не меньше, чем разнообразие их форм.
Амеба тоже реагирует на многие сигналы, запуская свои программы поведения. Так, она распознает разные виды микроскопических организмов, служащих ей пищей; уходит от яркого света; определяет концентрацию веществ в среде обитания; уходит от постоянного механического раздражения.
Происхождение саркодовых
В пре-делах жгутиконосцев проходит зыбкая граница (отличи-тельная черта) между двумя царствами — растениями и животными. На первый взгляд кажется, что между жи-вотными жгутиконосцами и саркодовыми имеется резкое различие: первые передвигаются при помощи жгутиков, вторые — с использованием ложноножек. Но оказывается, что саркодовые, считавшиеся ранее древнейшими простей-шими, ныне рассматриваются как эволюционные потомки животных жгутиконосцев. Дело в том, что у многих сар-кодовых во время размножения появляются жгутики, как, например, у половых клеток радиолярий и фораминифер. Следовательно, жгутики когда-то были и у саркодовых. Более того, известны животные жгутиконосцы (например, жгутиковая амеба), принимающие форму амебы для за-хвата пищи при помощи ложноножек. Все это позволяет считать, что саркодовые произошли от древних жгутиконосцев и утратили жгутики при дальнейшей эво-люции.
На этой странице материал по темам:
Ложноножки амебы это
Систематика амебы протей
Сообщение на тему амёба протей
Амебы протея реферат
Общее строение амебы протей
Вопросы по этому материалу:
Амёба обыкновенная (протей) – вид простейших животных из рода амёбы подкласса корненожки класса саркодовые типа саркомастигофоры. Это типичный представитель рода амёб, представляющий собой сравнительно крупный амёбоидный организм, отличительной особенностью которого является формирование множества ложноножек (10 и более у одной особи). Форма амёбы обыкновенной при движении за счет псевдоподий весьма изменчива. Так, ложноножки постоянно меняют вид, ветвятся, исчезают и снова образуются. Если амёба выпускает псевдоподии в определенном направлении, она может передвигаться со скоростью до 1,2 см в час. В состоянии покоя форма амёбы протея шаровидная либо эллипсовидная. В свободном плавании у поверхности водоёмов амёба приобретает звёздчатую форму. Таким образом, существуют флотирующие и локомоторные формы.
Средой обитания данного вида амёб являются пресные водоемы со стоячей водой, в частности, в болота, загнивающие пруды, а также аквариумы. Амёба протей встречается по всему земному шару.
Размеры этих организмов колеблются от 0,2 до 0,5 мм. Строение амёбы протея имеет характерные особенности. Внешней оболочкой тела амёбы обыкновенной является плазмалемма. Под ней находится цитоплазма с органеллами. Цитоплазма делится на две части – наружную (эктоплазму) и внутреннюю (эндоплазму). Основная функция прозрачной, относительно однородной эктоплазмы – это образование псевдоподий для улавливания пищи и передвижения. В плотной зернистой эндоплазме заключены все органеллы, там же происходит переваривание пищи.
Питание обыкновенной амёбы осуществляется путем фагоцитоза мельчайших простейших, в том числе инфузорий, бактерий, одноклеточных водорослей. Пища захватывается псевдоподиями – выростами цитоплазмы клетки амёбы. При соприкосновении плазмалеммы и пищевой частицы образуется вдавление, которое превращается в пузырек. Туда интенсивно начинают выделяться пищеварительные ферменты. Так происходит процесс формирования пищеварительной вакуоли, которая далее переходит в эндоплазму. Воду амёба получает путем пиноцитоза. При этом на поверхности клетки формируется впячивание наподобие трубочки, по которой в организм амёбы поступает жидкость, затем образуется вакуоль. При всасывании воды данная вакуоль исчезает. Выделение непереваренных пищевых остатков происходит в любом участке поверхности тела при слиянии вакуоли, перемещенной из эндоплазмы, с плазмалеммой.
В эндоплазме амёбы обыкновенной размещаются, кроме пищеварительных вакуолей, сократительные вакуоли, одно относительно крупное дискоидальное ядро и включения (жировые капли, полисахариды, кристаллы). Органоиды и гранулы в эндоплазме находятся в постоянном движении, подхватываемые и переносимые токами цитоплазмы. В новообразованной ложноножке цитоплазма смещается к ее краю, а в укорачивающейся, наоборот, — вглубь клетки.
Амёба протей реагирует на раздражение – на пищевые частицы, свет, отрицательно – на химические вещества (хлорид натрия).
Размножение амёбы обыкновенной бесполое делением клетки пополам. Перед началом процесса деления амёба прекращает двигаться. Вначале происходит деление ядра, затем цитоплазмы. Половой процесс отсутствует.
Амебы — это род одноклеточных организмов-эукариот (относятся к простейшим). Считаются животноподобными, так как питаются гетеротрофно.
Строение амеб обычно рассматривают на примере типичного представителя — амебы обыкновенной (амебы протея).
Амеба обыкновенная (далее амеба) обитает на дне пресноводных водоемов с загрязненной водой. Ее размер колеблется от 0,2 мм до 0,5 мм. По внешнему виду амеба похожа на бесформенный бесцветный комок, способный менять свою форму.
Клетка амебы не имеет жесткой оболочки. Она образует выпячивания и впячивания. Выпячивания (цитоплазматические выросты) называют ложноножками или псевдоподиями . Благодаря им амеба может медленно двигаться, как бы перетекая с места на место, а также захватывать пищу. Образование ложноножек и перемещение амебы происходит за счет движения цитоплазмы, которая постепенно перетекает в выпячивание.
Хотя амеба одноклеточный организм и не может быть речи об органах и их системах, ей свойственны почти все процессы жизнедеятельности, характерные для многоклеточных животных. Амеба питается, дышит, выделяет вещества, размножается.
Цитоплазма амебы не однородна. Выделяют более прозрачный и плотный наружный слой (эк т оплазма ) и более зернистый и жидкий внутренний слой цитоплазмы (эндоплазма ).
В цитоплазме амебы находятся различные органеллы, ядро, а также пищеварительная и сократительная вакуоли.
Питается амеба различными одноклеточными организмами и органическими остатками. Пища обхватывается ложноножками и оказывается внутри клетки, образуется пищеварительн ая вакуоль . В нее поступают различные ферменты, расщепляющие питательные вещества. Те, которые нужны амебе, потом поступают в цитоплазму. Ненужные остатки пищи остаются в вакуоли, которая подходит к поверхности клетки и из нее все выбрасывается.
«Органом» выделения у амебы является сократительная вакуоль . В нее поступают излишки воды, ненужные и вредные вещества из цитоплазмы. Заполненная сократительная вакуоль периодически подходит к цитоплазматической мембране амебы и выталкивает наружу свое содержимое.
Дышит амеба всей поверхностью тела. В нее из воды поступает кислород, из нее — углекислый газ. Процесс дыхания заключается в окислении кислородом органических веществ в митохондриях. В результате выделяется энергия, которая запасается в АТФ, а также образуются вода и углекислый газ. Энергия, запасенная в АТФ, далее расходуется на различные процессы жизнедеятельности.
Для амебы описан только бесполый способ размножения путем деления надвое. Делятся только крупные, т. е. выросшие, особи. Сначала делится ядро, после чего клетка амебы делится перетяжкой. Та дочерняя клетка, которая не получает сократительную вакуоль, образует ее впоследствии.
С наступлением холодов или засухи амеба образует цисту . Цисты имеет плотную оболочку, выполняющую защитную функцию. Они достаточно легкие и могут разноситься ветром на большие расстояния.
Амеба способна реагировать на свет (уползает от него), механическое раздражение, наличие в воде определенных веществ.
К данному классу относятся одноклеточные животные, которым свойственна непостоянная форма тела. Это связано с образованием ложноножек, служащих для передвижения и захвата пищи. Многие корненожки имеют внутренний или наружный скелет в виде раковин. После смерти эти скелеты оседают на дно водоемов и образуют ил, постепенно превращающийся в мел.
Типичный представитель этого класса — амеба обыкновенная (рис. 1).
Строение и размножение амебы
Амеба — одно из наиболее просто устроенных животных, лишено скелета. Обитает в иле на дне канав и прудов. Внешне тело амебы представляет собой сероватый студенистый комочек размером 200-700 мкм, не имеющий постоянной формы, который состоит из цитоплазмы и пузырьковидного ядра и не имеет раковины. В протоплазме выделяется наружный, более вязкий (эктоплазма) и внутренний зернистый, более жидкий (эндоплазма) слой.
На теле амебы постоянно образуются меняющие свою форму выросты — ложные ножки (псевдоподии). В один из таких выступов постепенно переливается цитоплазма, ложная ножка в нескольких точках прикрепляется к субстрату и происходит передвижение амебы. Передвигаясь, амеба наталкивается на одноклеточные водоросли, бактерии, мелкие одноклеточные, охватывает их ложноножками так, что они оказываются внутри тела, образуя пищеварительную вакуоль вокруг заглоченного кусочка в которой происходит внутриклеточное пищеварение. Непереваренные остатки выбрасываются наружу в любом участке тела. Способ захвата пищи с помощью ложных ножек называется фагоцитозом. Жидкость поступает в тело амебы по образующимся тонким трубковидным каналам, т.е. путем пиноцитоза. Конечные продукты жизнедеятельности (углекислый газ и другие вредные вещества и непереваренные остатки пищи) выделяются с водой через пульсирующую (сократительную) вакуоль, удаляющую излишки жидкости через каждые 1-5 мин.
Специального органоида дыхания у амебы нет. Необходимый для жизни кислород она поглощает всей поверхностью тела.
Амебы размножаются только бесполым путем (митозом). В неблагоприятных условиях (например, при высыхании водоема) амебы втягивают псевдоподии, покрываются прочной двойной оболочкой и образуют цисты (инцистируется).
При воздействии внешних раздражителей (свет, изменение химического состава среды) амеба отвечает двигательной реакцией (таксис), которая в зависимости от направления движения может быть положительной либо отрицательной.
Другие представители класса
Многие виды саркодовых обитают в морских и пресных водах. Некоторые саркодовые на поверхности тела имеют скелет в виде раковины (раковинные корненожки, фораминиферы). Раковинки таких саркодовых пронизаны порами, из которых выпячиваются псевдоподии. У раковинных корненожек наблюдается размножение множественным делением — шизогонией. Для морских корненожек (фораминиферы) характерно чередование бесполого и полового поколений.
Обладающие скелетом саркодовые относятся к числу древнейших обитателей Земли. Из их скелетов образовались мел и известняки. Для каждого геологического периода характерны свои фораминиферы и по ним часто определяют возраст геологических пластов. Скелеты определенных видов раковинных корненожек сопутствуют отложению нефти, что учитывается при геологоразведочных изысканиях.
Дизентерийная амеба (Entamoeba histolytica) — возбудитель амебной дизентерии (амебиаза). Открыта Ф. А. Лешем в 1875 г.
Локализация . Кишечник человека.
. Повсеместно, но чаще в странах с жарким климатом.
Морфологические особенности и жизненный цикл . В кишечнике человека в жизненном цикле встречаются следующие формы:
- цисты — 1, 2, 5-10 (рис. 2).
- мелкая вегетативная форма, обитающая в просвете кишок (forma minuta) — 3, 4;
- крупной вегетативная форма, обитающая в просвете кишок (forma magna) — 13-14
- тканевая, патогенная, крупная вегетативная форма (forma magna) — 12;
Характерной особенностью цист дизентерийной амебы является наличие в них 4 ядер (отличительный видовой признак), размер цист от 8 до 18 мкм.
В кишечник человека дизентерийная амеба попадает обычно в виде цист. Здесь оболочка проглоченной цисты растворяется и из нее выходит четырехядерная амеба, которая быстро делится на 4 одноядерные мелкие (7-15 мкм в диаметре) вегетативные формы (f. minuta). Это основная форма существования Е. histolytica.
Мелкая вегетативная форма обитает в просвете толстого кишечника, питается в основном бактериями, размножается и не вызывает заболевания. Если условия не благоприятствуют переходу в тканевую форму, то амебы, попадая в нижние отделы кишечника, инцистируются (превращаются в цисту) с образованием 4-х ядерной цисты и выводятся во внешнюю среду с фекалиями.
Если же условия способствуют переходу в тканевую форму (Е. histolytica forma magna), амеба увеличивается в размере в среднем до 23 мкм, достигая иногда 30 и даже 50 мкм, и приобретает способность выделять гиалуронидазу, протеолитические ферменты, растворяющие тканевые белки и проникать в стенки кишечника, где интенсивно размножается и вызывает поражение слизистой с образованием язв. При этом разрушаются стенки кровеносных сосудов и возникают кровотечения в полость кишечника.
При появлении амебных поражений кишечника мелкие вегетативные формы, находящиеся в просвете кишечника, начинают превращаться в крупную вегетативную форму. Последняя характеризуется крупными размерами (30-40 мкм) и строением ядра: хроматин ядра образует радиальные структуры, строго в центре располагается крупная глыбка хроматина — кариосома, forma magna начинает питаться эритроцитами, т. е. становится эритрофагом. Характерны тупые широкие псевдоподии и передвижение толчками.
Амебы, размножающиеся в тканях стенки кишечника, — тканевая форма, — попадая в просвет кишечника, по строению и размерам становятся сходными с крупной вегетативной формой, но не способны заглатывать эритроциты.
При лечении или нарастании защитной реакции организма крупная вегетативная форма (Е. histolytica forma magna) вновь превращается в мелкую (Е. histolytica forma minuta), которая начинает инцистироваться. В последующем или наступает выздоровление, или заболевание переходит в хроническую форму.
Условия, необходимые для превращения одних форм дизентерийной амебы в другие, изучены советским протистологом В. Гнездиловым. Оказалось, что различные неблагоприятные факторы — переохлаждение, перегревание, недоедание, переутомление и т.д.- способствуют переходу forma minuta в forma magna. Необходимым условием является также присутствие определенных видов кишечных бактерий. Иногда зараженный человек многие годы выделяет цисты при отсутствии признаков заболевания. Таких людей называют цистоносителями. Они представляют собой большую опасность, так как служат источником заражения окружающих. За сутки один цистоноситель выделяет до 600 млн. цист. Цистоносители подлежат выявлению и обязательному лечению.
Единственный источник заболевания амебиазом — человек. Выделяющиеся с фекалием цисты загрязняют почву и воду. Поскольку фекалии нередко используют как удобрение, цисты попадают в огород и сад, где загрязняют овощи и фрукты. Цисты устойчивы к воздействию внешней среды. В кишечник попадают с немытыми овощами и фруктами, через некипяченую воду, грязные руки. Механическими переносчиками служат мухи, тараканы, загрязняющие пищу.
Патогенное действие . При внедрении амебы в стенки кишечника развивается тяжелое заболевание, основными симптомами которого служат: кровоточащие язвы в кишечнике, частый и жидкий стул (до 10-20 раз в сутки) с примесью крови и слизи. Иногда по кровеносным сосудам дизентерийная амеба — эритрофаг может заноситься в печень и другие органы, вызывая там образование абсцессов (очаговые нагноения). При отсутствии лечения смертность достигает 40%.
Лабораторная диагностика . Микроскопирование: мазков фекалий. В остром периоде в мазке находятся крупные вегетативные формы, содержащие эритроциты; цисты обычно отсутствуют, так как f. magna не способна инцистироваться. При хронической форме или цистоносительстве в фекалиях обнаруживаются четырехядерные цисты.
Профилактика : личная — обмывание овощей и фруктов кипяченой водой, употребление для питья только кипяченой воды, мытье рук перед едой, после посещения туалета и т. д.; общественная — борьба с загрязнением почвы и воды фекалиями, уничтожение мух, санитарно-просветительная работа, обследование на цистоносительство лиц, работающих на предприятиях общественного питания, лечение больных.
К числу непатогенных амеб относятся кишечная и ротовая амебы.
Кишечная амеба (Entamoeba coli) .
Локализация . Верхний отдел толстой кишки, обитает только в просвете кишечника.
Географическое распространение . Обнаруживается примерно у 40-50% населения различных областей земного шара.
. Вегетативная форма имеет размеры 20-40 мкм, но иногда встречаются и более крупные формы. Резкая граница между экто- и эндоплазмой отсутствует. Обладает характерным способом передвижения — одновременно выпускает псевдоподии с разных сторон и как бы «топчется на месте». Ядро содержит крупные глыбки хроматина, ядрышко лежит эксцентрично, радиальная структура отсутствует. Не выделяет протеолитического фермента, в стенку кишечника не проникает, питается бактериями, грибками, остатками растительной и животной пищи. В эндоплазме содержится много вакуолей. Эритроциты не заглатывает, даже если они содержатся в кишечнике в большом количестве (у больных бактериальной дизентерией). В нижнем отделе пищеварительного тракта образует восьми- и двухядерные цисты.
Ротовая амеба (Entamoeba gingivalis) .
Локализация . Ротовая полость, зубной налет у здоровых людей и имеющих заболевания полости рта, кариозные полости зубов.
Географическое распространение . Повсеместно.
Морфофизиологическая характеристика . Вегетативная форма имеет размеры от 10 до 30 мкм, сильно вакуолизированную цитоплазму. Тип передвижения и строение ядра напоминают дизентерийную амебу. Эритроциты не заглатывает, питается бактериями, грибками. Кроме того, в вакуолях обнаруживают ядра лейкоцитов или так называемые слюнные тельца, которые после окраски могут напоминать эритроциты. Считают, что цист не образует. Патогенное действие в настоящее время отрицается. Обнаруживается в зубном налете здоровых людей в 60-70%. У людей с заболеваниями зубов и полости рта встречается чаще.
| Главная » Статьи и полезные материалы » Микроскопы » Статьи о микроскопах, микропрепаратах и исследованиях микромира » Амеба: фото под микроскопом Амеба – одноклеточный, или простейший, организм, который живет во многих водоемах, а иногда даже и в болотах. Она предпочитает спокойную воду – пруды и озера, – прекрасно чувствует себя в аквариуме. Амеба питается бактериями, водорослями и продуктами гниения, неприхотливо и легко размножается в лабораторных условиях. Чтобы увидеть амебу под микроскопом, надо лишь взять нескольких капель уличной воды, поместить их под объектив и выставить увеличение в 50–100 крат. Для исследования простейших подходит любой биологический микроскоп начального уровня. Изучая амебу обыкновенную под микроскопом, вы увидите, что она постоянно меняет свою форму. Она похожа на плотный комочек с небольшими выростами (ложноножками). Ложноножки помогают ей в движении и поиске пищи, поэтому амеба постоянно выпячивает их то в одну, то в другую сторону. Кроме ложноножек, под микроскопом можно увидеть ядро и сократительную вакуоль. Последнюю амеба использует для выделения газов в процессе дыхания. Амеба обыкновенная – фото под микроскопом прикреплено к статье – интересна еще и тем, что может реагировать на прикосновения. Если дотронуться до нее тонкой иголкой, она мгновенно втянет все ложноножки и свернется в маленький комочек. Большинство амеб безобидны и безопасны для человека. Кроме дизентерийной амебы – под микроскопом она выглядит как обычная, но с сильно укороченными ложноножками. Этот вид простейших был открыт в 1875 году русским врачом-терапевтом Федором Лёшем. Дизентерийная амеба вызывает тяжелейшее паразитарное заболевание – амебиаз. Его сложно обнаружить даже при помощи современных средств диагностики, а при отсутствии лечения амебиаз может привести и к смерти. Под микроскопом мы рекомендуем изучать только обыкновенных амеб и других безопасных простейших. Для этого вам понадобится современный оптический прибор, который вы можете приобрести в нашем интернет-магазине. Звоните, пишите – наши консультанты с радостью помогут вам выбрать подходящий микроскоп для исследований! 4glaza.ru Использование материала полностью для общедоступной публикации на носителях информации и любых форматов запрещено. Разрешено упоминание статьи с активной ссылкой на сайт www.4glaza.ru. Производитель оставляет за собой право вносить любые изменения в стоимость, модельный ряд и технические характеристики или прекращать производство изделия без предварительного уведомления. Рекомендуемые товары
Другие обзоры и статьи о микроскопах, микропрепаратах и микромире:
|
Амеба
Полифилетическая группа одноклеточных эукариот со способностью к изменению формы
An амеба (; реже пишется амеба или же амеба; множественное число am (o) ebas или же am (o) ebae ),[1] часто называют амебовидный, это тип клетка или же одноклеточный организм который имеет способность изменять свою форму, в первую очередь за счет выдвижения и втягивания ложноножки.[2] Амебы не образуют единого таксономическая группа; вместо этого они встречаются во всех основных родословная из эукариотический организмы. Амебоидные клетки встречаются не только среди простейшие, но и в грибы, водоросли, и животные.[3][4][5][6][7]
Микробиологи часто используют термины «амебоид» и «амеба» как синонимы для любого организма, который проявляет амебовидное движение.[8][9]
В старых системах классификации большинство амеб помещалось в учебный класс или же подтип Саркодина, группировка одноклеточные организмы которые обладают ложноножками или передвигаются протоплазматический поток. Тем не мение, молекулярный филогенетический исследования показали, что Sarcodina не монофилетический группа, участники которой разделяют общее происхождение. Следовательно, амебоидные организмы больше не объединяются в одну группу.[10]
Самый известный амебоид протисты находятся Хаос Каролиненс и Амеба протей, оба из которых широко культивировались и изучались в классах и лабораториях.[11][12] Другие хорошо известные виды включают так называемую амебу, поедающую мозг. Naegleria fowleriкишечного паразита Entamoeba histolytica, что приводит к амебной дизентерией, а многоклеточная «социальная амеба» или слизь Dictyostelium discoideum.
Форма, движение и питание
Формы псевдоподияслева: полиподиальный и лобозный; моноподиальные и лобозные; нитевидный; коническая; ретикулезный; сужающиеся актиноподы; не сужающиеся актиноподыУ амеб нет клеточных стенок, что позволяет им свободно передвигаться. Амебы передвигаются и питаются с помощью псевдопод, которые представляют собой выпуклости цитоплазма сформированный согласованным действием актин микрофиламенты выталкивая плазматическая мембрана что окружает клетку.[13] Внешний вид и внутреннее строение ложноножек используются для того, чтобы отличать группы амеб друг от друга. Амебозойный виды, например, принадлежащие к роду Амеба, как правило, имеют луковичные (лопастные) ложноножки, закругленные на концах и примерно трубчатые в поперечном сечении. Cercozoan амебоиды, такие как Эуглифа и Громия, имеют тонкие нитевидные (филозные) ложноножки. Фораминиферы испускают тонкие ветвящиеся псевдоподы, которые сливаются друг с другом, образуя сетчатые (ретикулезные) структуры. Некоторые группы, такие как Радиолярии и Heliozoa, имеют жесткие, игольчатые, расходящиеся аксоподия (актиноподы) поддерживаются изнутри пучками микротрубочки.[3][14]
Свободноживущие амебы могут быть «завещать»(заключенный в твердую оболочку) или» голый «(также известный как гимнастика, без твердого покрытия). Оболочки семенниковых амеб могут состоять из различных веществ, в том числе: кальций, кремнезем, хитин, или склеивания найденных материалов, таких как мелкие песчинки и панцири из диатомеи.[15]
Регулировать осмотическое давление, большинство пресноводных амеб обладают сократительной вакуоль который удаляет лишнюю воду из клетки.[16] Этот органелла необходимо, потому что пресная вода имеет более низкую концентрацию растворенные вещества (например, соль), чем внутренние жидкости амебы (цитозоль). Потому что окружающая вода гипотонический Что касается содержимого клетки, вода переносится через клеточную мембрану амебы посредством осмос. Без сократительной вакуоли клетка заполнится избытком воды и, в конце концов, лопнет. Морские амебы обычно не обладают сократительной вакуолью, поскольку концентрация растворенных веществ внутри клетки находится в равновесии с концентрацией растворенных веществ в клетке. тонус окружающей воды.[17]
Рацион питания
Источники питания амеб различны. Некоторые амебы являются хищниками и питаются бактериями и другими протисты. Некоторые детритофаги и есть мертвые органические вещества.
Амебы обычно глотают пищу фагоцитоз, расширяющие псевдоножки, чтобы окружать и поглощать живую добычу или частицы извлеченного материала. Амебоидные клетки не имеют рта или цитостом, и на клетке нет фиксированного места, в котором обычно происходит фагоцитоз.[18]
Некоторые амебы также питаются пиноцитоз, впитывая растворенные питательные вещества через пузырьки образуется внутри клеточной мембраны.[19]
Диапазон размеров
Фораминиферы имеют сетчатые (сетчатые) псевдоподы, и многие виды видны невооруженным глазомРазмер амебоидных клеток и видов очень разнообразен. Морской амебоид Massisteria voersi всего 2,3 к 3 микрометры в диаметре,[20] в пределах размера многих бактерий.[21] С другой стороны, раковины глубоководных ксенофиофоры может достигать 20 см в диаметре.[22] Большинство свободноживущих пресноводных амеб, которые обычно встречаются в пруду, канавах и озерах, являются микроскопический, но некоторые виды, например, так называемые «гигантские амебы» Pelomyxa palustris и Хаос Каролиненс, может быть достаточно большим, чтобы увидеть его невооруженным глазом.
Амебы как специализированные клетки и стадии жизненного цикла
Нейтрофилы (белые кровяные тельца), поглощающие бактерии сибирской язвыНемного многоклеточные организмы имеют амебоидные клетки только на определенных этапах жизни или используют амебоидные движения для выполнения специализированных функций. В иммунной системе человека и других животных амебовидный белые кровяные клетки преследовать вторгшиеся организмы, такие как бактерии и патогенные простейшие, и поглощать их фагоцитоз.[31]
Амебоидные стадии также встречаются у многоклеточных грибовидных протистов, так называемых слизевые формы. Обе формы плазмодиальной слизи, в настоящее время классифицируемые по классу Миксогастрия, и ячеистые слизевики групп Acrasida и Диктиостелиида, живут как амебы на стадии питания. Амебоидные клетки первого объединяются, образуя гигантский многоядерный организм,[32] в то время как клетки последних живут отдельно до тех пор, пока не закончится еда, и в это время амебы объединяются, образуя многоклеточный мигрирующий «слизень», который функционирует как единый организм.[8]
Другие организмы также могут представлять амебоидные клетки на определенных этапах жизненного цикла, например, гаметы некоторых зеленых водорослей (Zygnematophyceae)[33] и пеннат диатомеи,[34] споры (или фазы распространения) некоторых Мезомицетозое,[35][36] и спороплазма этап Myxozoa и из Аскетоспорея.[37]
Амебы как организмы
Ранняя история и происхождение Саркодины
Первая иллюстрация амебоида из книги Розеля фон Розенгофа. Insecten-Belustigung (1755)Самая ранняя запись об амебоидном организме была произведена в 1755 г. Август Иоганн Рёзель фон Розенхоф, который назвал свое открытие «Der Kleine Proteus» («Маленький Протеус»).[38] На иллюстрациях Рёзеля изображена неидентифицируемая пресноводная амеба, внешне похожая на обычный вид, известный сейчас как Амеба протей.[39] Термин «Proteus animalcule» оставался в употреблении на протяжении XVIII и XIX веков как неофициальное название любого крупного свободно живущего амебоида.[40]
В 1822 г. род Амиба (от Греческий ἀμοιβή амойб, что означает «изменение») был построен французским натуралистом Бори де Сент-Винсент.[41][42] Современник Бори, К. Г. Эренберг, принял этот род в своей классификации микроскопических существ, но изменил написание на Амеба.[43]
В 1841 г. Феликс Дюжарден ввел термин «саркод«(от греческого σάρξ саркс, «плоть» и εἶδος эйдос, «форма») для «густого, клейкого, однородного вещества», которое заполняет тела клеток простейших.[44] Хотя этот термин первоначально относился к протоплазме любого простейшего, вскоре он стал использоваться в ограниченном смысле для обозначения студенистого содержимого амебоидных клеток.[10] Тридцать лет спустя австрийский зоолог Людвиг Карл Шмарда использовал «саркод» в качестве концептуальной основы для своего подразделения Sarcodea, филюм-уровневая группа, состоящая из «нестабильных, изменчивых» организмов, тела которых в основном состоят из «саркода».[45] Более поздние работники, в том числе влиятельный систематик Отто Бютчли, исправили эту группу, чтобы создать класс Sarcodina,[46] а таксон которые оставались широко используемыми на протяжении большей части 20 века.
В пределах традиционной Sarcodina амебы обычно подразделялись на морфологические категории, исходя из формы и структуры их ложноножки. Амебы с псевдоножками, поддерживаемые регулярными массивами микротрубочки (например, пресноводный Heliozoa и морской Радиолярии) были классифицированы как Актиноподы; тогда как те, у кого ложные ножки не поддерживались, были классифицированы как Ризоподы.[47] В соответствии с морфологией их ложноногих, Rhizopods были подразделены на лобозные, филозовые и ретикулезные амебы.
Демонтаж Саркодины
В последнее десятилетие 20-го века серия молекулярных филогенетических анализов подтвердила, что Sarcodina не была монофилетический группа. Ввиду этих результатов от старой схемы отказались, и амебы Sarcodina были рассредоточены среди многих других таксономических групп высокого уровня. Сегодня большинство традиционных саркодинов помещено в два эукариотических тела. супергруппы: Амебозоа и Ризария. Остальные были распределены между раскапывает, опистоконцы, и страменопилы. Некоторые, как Centrohelida, еще не попали ни в одну супергруппу.[10][48]
Классификация
Согласно недавней классификации различные роды амебоидов разделены на следующие группы:
| Супергруппы | Основные группы и роды | Морфология |
|---|---|---|
| Амебозоа |
|
|
| Ризария |
| |
| Экскавата |
|
|
| Гетероконта |
| |
| Альвеолаты |
| |
| Опистоконта | ||
| Разгруппирован/ неизвестный |
|
Некоторые из упомянутых групп амебоидов (например, часть хризофиты, часть ксантофиты, хлорарахниофиты) не были традиционно включены в Саркодину, будучи классифицированными как водоросли или же бичеванный простейшие.
Патогенные взаимодействия с другими организмами
Некоторые амебы могут заражать другие организмы патогенно, вызывающие заболевание:[52][53][54][55]
- Entamoeba histolytica является причиной амебиаз, или амебная дизентерия.
- Naegleria fowleri («амеба, поедающая мозг») — это обитающий в пресной воде вид, который может быть смертельным для человека при попадании через нос.
- Акантамеба может вызвать амебный кератит и энцефалит в людях.
- Balamuthia mandrillaris является причиной (часто со смертельным исходом) гранулематозный амебный менингоэнцефалит.
- Было обнаружено, что амеба собирать урожай и расти бактерии, причастные к чума.
- Амебы также могут быть хозяевами микроскопических организмов, которые являются патогенными для людей и помогают распространять такие микробы. Бактериальные возбудители (например, Легионелла) может препятствовать поглощению пищи при поедании амебами.[56]
- В настоящее время наиболее широко используемыми и наиболее изученными амебами, которые являются хозяевами других организмов, являются Acanthamoeba castellanii и Dictyostelium discoideum.[57]
- Микроорганизмы, которые могут преодолевать охрану одноклеточных животных, увеличивают укрытие, в котором они могут размножаться, где они защищены от неблагоприятных внешних условий их случайными хозяевами.
Мейоз
Последние данные показывают, что несколько линий Amoebozoa претерпевают мейоз.
Ортологи генов, используемых в мейоз сексуального эукариоты были недавно обнаружены в Акантамеба геном. Эти гены включали Spo11, Mre11, Rad50, Rad51, Rad52, Mnd1, Dmc1, Мш и Mlh.[58] Это открытие предполагает, что «Acanthamoeba» способны к некоторой форме мейоза и могут подвергаться половому размножению.
Специфический для мейоза рекомбиназа, Dmc1, необходим для эффективного мейотического гомологичная рекомбинация, и Dmc1 выражается в Entamoeba histolytica.[59] Очищенный Dmc1 от E. histolytica формы пресинаптический волокна и катализаторы АТФ-зависимый гомологичное спаривание ДНК и обмен цепями ДНК более чем на несколько тысяч пар оснований.[59] Реакции спаривания ДНК и обмена цепей усиливаются эукариотическим мейоз-специфическим дополнительным фактором рекомбинации (гетеродимером) Hop2-Mnd1.[59] Эти процессы являются центральными для мейотической рекомбинации, предполагая, что E. histolytica претерпевает мейоз.[59]
Исследования Entamoeba invadens обнаружил, что при преобразовании из тетраплоид безъядерный трофозоит к четырехъядерной кисте, гомологичная рекомбинация усиливается.[60] Экспрессия генов с функциями, связанными с основными этапами мейотической рекомбинации, также увеличивается во время инцистирования.[60] Эти выводы в E. invadensв сочетании с данными исследований E. histolytica указывают на наличие мейоза в Entamoeba. Лар DJ, Парфри Л.В., Митчелл Е.А., Кац Л.А., Лара Е. (2011). «Целомудрие амеб: переоценка доказательств секса у амебоидных организмов». Proc. Биол. Наука. 278 (1715): 2081–90. Дои:10.1098 / rspb.2011.0289. ЧВК 3107637. PMID 21429931.
дальнейшее чтение
внешняя ссылка
| Викискладе есть медиафайлы по теме Амеба. |
почему является самостоятельным одноклеточным организмом, какие вакуоли у нее имеются и план характеристики этого
Амёба — это простейший одноклеточный организм. Относится к царству животных. Класс — лобозные, семейство Amoebidae. Вопреки своему названию, строение этой клетки довольно сложное. Давайте разберёмся в характеристиках этого животного.
У простейших отсутствует жёсткая оболочка тела, форма изменчивая, асимметричная. Характерно передвижение с мощью так называемых ложноножек или псевдоподий. Такое название они получили из-за способности появляться и пропадать.
Строение амёбы
Клетка состоит из таких частей:
- пищеварительной вакуоли,
- сократительной вакуоли,
- ядра,
- плазматической мембраны,
- цитоплазмы (эктоплазмы и эндоплазмы),
- псевдоподий (ложноножек),
Среда обитания — влажная. Реки, пруды, водоёмы считаются домом этого животного. А также любит внедряться во внутренние органы различных млекопитающих, в том числе и человека. Без влажной среды моментально высохнет, т.к. мембрана у неё очень тонкая и не приспособлена к жизни на суше.
Все живые существа на Земле делятся на две группы:
- эукариоты (характеризуются наличием ядра),
- прокариоты (ядро отсутствует).
Клетка состоит из ядра, которое занимает её большую часть. В нём содержится наследственный материал ДНК. Выделительная система работает с помощью сократительной вакуоли.
Жизнедеятельность
Псевдоподии помогают ей не только передвигаться, но и участвовать в процессе захвата пищи. Маятникообразные движения характеризуют это животное. Мембрана служит для газообмена, так как у простейшего нет органов дыхания.
Она дышит всей поверхностью клетки. Клетка насыщается кислородом и освобождает углекислый газ. Сократительные вакуоли принимают участие в регуляции процессов давления внутри клетки. Они могут появляться в абсолютно любой части клетки.
Амёба (в переводе с греческого) значит изменение. Такое название она получила благодаря способности изменять форму.
Эти микроорганизмы размножаются бесполым путём, то есть как таковой половой процесс при размножении не происходит. Клетка делится надвое. При этом ядро видоизменяется: сначала происходит вытяжение, а затем — удлинение, конечный этап — перетяжение по центру и образование нового простейшего организма. Причём амёба может размножаться несколько раз в сутки.
При неблагоприятных условиях переходит в состояние цисты — состояние полного покоя, при котором процессы жизнедеятельности замедляются. На поверхности клетки образуется прочная защитная мембрана.
Ветер переносит цисты на дальние расстояния. Когда же внешняя среда полностью подходит амёбе, она выпускает свои ложноножки и снова активизируется, начиная размножаться с новыми силами.
Амёба может паразитировать в организме человека. Когда она находится в состоянии цисты, происходит заражение.
Виды простейших паразитов в организме человека:
- Дизентерийная. Среда обитания — толстый кишечник людей. Человек начинает болеть амебиазом (хронический рецидивирующий колит). Передаётся этот недуг орально-фекальным путём.
- Кишечная амёба. Обитает в нижних отделах кишечника. Вызывает появление цист.
Существуют также непатогенные амёбы. К ним относятся:
- Карликовая. Имеет микроскопичный размер, поэтому поставить диагноз пациенту бывает непросто.
- Ротовая. Присуща людям с заболеваниями полости рта. Выявляется при взятии соскоба налёта на зубах.
- Диэнтамёба. Простейшее небольшого размера, без цист.
- Амёба Гартмана. Похожа на дизентерийную. Можно диагностировать при помощи анализа кала. Специфические внешние проявления полностью отсутствуют.
Паразиты, попадая в организм человека, оказывают пагубное влияние на процессы пищеварения и обмена веществ, нарушая функционирование внутренних органов.
Источник: https://tvercult.ru/nauka/chto-takoe-amyoba-i-skolko-u-neyo-kletok
Амеба — что такое в биологии, строение и жизненный цикл
Мир настолько уникален, что невозможно в нем разобраться, если не изучить хотя бы основы и азы существования. Одним из уникальных объектов животного мира является амеба, изучаемая на уроках биологии в школе.
Амеба – это одноклеточное существо, которое можно встретить в загрязненных водоемах, а также в организме человека, но даже для вооруженного глаза она не всегда заметна. Увидеть такое живое существо подвластно микроскопу.
Большинство людей даже и не задумываются, что, благодаря этому милому одноклеточному существу, люди заболевают кишечными инфекциями, инфекциями ротоглотки, мозга, глаз.
Амеба протей и ее виды
Есть два типа патогенных и непатогенных организмов.
Из первой группы выделяют три основных вида:
- Простая амеба – протей (Amoebaproteus) одна из самых простых по внешнему виду особей и самая крупная по размеру.
- Дизентерийная амеба является паразитической формой. Встречается в кишечнике и в грязных водоемах.
- Кишечная амеба – живет в кишечнике и там питается продуктами жизнедеятельности человека.
Второй тип — непатогенные бактерии, включают в себя большее разнообразие, чем первая группа:
- Кишечный паразит — не виден в организме сразу и особого дискомфорта человеку не доставляет.
- Бактерия Гартмана не приносит также человеку особого вреда и ее можно определить по более точному исследованию на дисбактериоз.
- Карликовый тип — самый миниатюрный из всех его сородичей. Он настолько мал и неподвижен, что его очень трудно диагностировать.
- Иодамеба Бючли — схожа по своим характеристикам с дизентерийным видом первого типа.
- Диэнтоамеба имеет мутноватый вид, но также является паразитом.
Есть еще ротовая амеба, ее название отвечает само за себя. Живет и размножается во рту у человека и является проблемой большинства заболеваний ротоглотки.
Все амебы также делятся на раковинные и без них. Это связано с их формой. Обычные амебы меняют свою форму, перетекая из одной ножки в другую, а раковинные нет.
Как выглядит обыкновенная амёба
Обычная амеба обитает в загрязненной воде и двигается по дну водоема. Внешне она похожа на брошенную в стену игрушку лизуна, только в несколько тысяч раз уменьшенную в размерах.
Она не имеет скелета, поэтому постоянно видоизменяется. Обычно строение и все функциональные особенности амеб рассматривают на примере амебы протей.
Жизненный цикл
Цикл жизни длится пока существуют благоприятные для этого условия. Но если условия не удовлетворяют, одноклеточное существо впадает в анабиоз – спит и прекращает свою деятельность, превращаясь в кружочек цисту. Но, как только условия становятся благоприятными, она снова просыпается.
Строение
Данное одноклеточное имеет совершенно простое строение. Кроме ядра и цитоплазмы, которая заполняет ее тело – по сути ничего особенного то и нет.
Есть маленькая вакуоль, которая помогает перерабатывать микроскопические одноклеточные частички (в основном это водоросли) и тем самым продлевать жизненную деятельность амебы.
Есть еще сократительная вакуоль, которая помогает ей двигаться. Снаружи для фиксации тела идет окаймление мембраной – более плотной субстанцией, чем внутри.
Внутренняя часть амебы – это цитоплазма. Она более жидкая и называется эндоплазмой, а ближе к краям она становится гуще и называется эктоплазмой.
Стадии питания амебы
При передвижении амебы в своей среде она наталкивается на микроскопические одноклеточные продукты питания. Они попадают в ее тельце и обволакиваются вакуолью. Далее происходит их переваривание.
Таких вакуолей в тельце амебы может быть несколько. Начинается процесс расщепления одноклеточного на ферменты. Далее расщепленные структуры всасываются внутрь амебы, а после уже происходит выделение.
Размножение
Для размножения амебе не нужен партнер. Она благополучно это делает сама, когда полностью созревает и готова к делению.
Ядро — ее центральная темная часть — меняется по форме и напоминает небольшую сардельку. Через какое-то время сарделька растягивается, и две ее конечные части отделяются друг от друга, образуя две темные капли – это два новых ядра.
После этого амеба также растягивает свое тело посередине и отделяется друг от друга. За 24 часа ее деление может повториться не раз. Так что, в связи с глобальным потеплением и установкой более теплой погоды, во многих водоемах амеба начинает свое колоссальное деление, так как ей ничего не препятствует.
Обмен хромосомами отсутствует, так как и нет полового процесса.
Дыхание
Как многоклеточные животные амеба может дышать. Но специальных функционирующих органов дыхания у нее нет. Она поглощает кислород всем телом. И так же, как все живые организмы, выделяет углекислый газ.
Выделение
После поглощения пищи данное одноклеточное существо выделяет во внешнюю среду продукты своей жизнедеятельности, то есть отходы.
Органы передвижения
Передвигается с помощью маленьких выростов — ложноножек. Эти же выросты помогают в потреблении пищи.
Амёба постоянно меняет свою форму, плавно перетекая то в один, то в другой ее вырост «ножку».
Среда обитания
Может жить в любом водоеме, будь это речка, озеро или болото. Она может жить даже в обыкновенной капле после дождя или росе.
Самой распространенной средой обитания являются загрязненные водоемы. Это могут быть водоемы в африканских и азиатских странах. А также водоемы, граничащие со свалками. Поэтому купаться в таких водоемах нельзя, так как через нос и рот можно занести себе целый букет микроорганизмов.
Есть одно из самых страшных заболеваний нашего века, связанное с невралгией и поражением головного мозга.
Причиной служит амеба-убийца Неглерия Фоулера, ее еще называют мозгопылесосом. Оно не лечится и приводит к летальному исходу. Но такая бактерия редко встречается в нашем климате.
Значение амебы обыкновенной
Прочитав всю информацию, хочется сразу полностью истребить царство паразитов. Но, с одной стороны, это физически невозможно.
С другой стороны, если полностью истребить этот микроорганизм, то будет нарушена биологическая цепочка, и произойдет полный хаос в живом мире.
Пример из реальной жизни: в Китае решили, что воробьи – разносчики инфекций, как у нас голуби. За поимку воробьев давали плату. Таким образом, были уничтожены все воробьи. Начали безумно размножаться всевозможные виды насекомых, которые губили урожай. И после этого китайские власти начали закупать воробьев в других странах, чтобы восстановить экоцепь.
Заключение
Амеба является простейшим одноклеточным существом. Но, несмотря на это, ей присуще многое. Она питается, движется и размножается. Она дышит и чувствует. Её виды настолько разнообразны и удивительны, что можно только восхититься этим миниатюрным существом.
Источник: https://1001student.ru/biologiya/amyoba.html
Амеба обыкновенная: описание, размножение, среда обитания :
Обыкновенная амеба (царство Животные, подцарство Простейшие) имеет и другое название – протей, и является представителем класса Саркодовые свободноживущие. Имеет примитивное строение и организацию, передвигается с помощью временных наростов цитоплазмы, именуемых чаще ложноножками. Протей состоит только из одной клетки, но эта клетка представляет собой полноценный независимый организм.
Среда обитания
Большинство амеб обитают в пресноводных или соленых водоемах, могут жить во влажной болотистой почве. Паразитирующие виды существуют в теле человека или животного.
Амеба обыкновенная живет преимущественно на дне пресных водоемов со стоячей водой. Предпочитает болотистые гниющие пруды, где находится много бактерий. Хорошо себя чувствует также в чистой аквариумной воде. Легко поддается размножению в лабораторных условиях.
Строение обыкновенной амебы
Амеба обыкновенная – организм, состоящий из одной клетки, ведущей независимое существование. Тело амебы представляет собой полужидкий комочек, размером 0,2-0,7 мм. Крупных особей можно разглядеть не только через микроскоп, но и при помощи обычного увеличительного стекла. Вся поверхность организма покрыта цитоплазмой, которая закрывает собой студенистое ядро.
Во время движения цитоплазма постоянно меняет свою форму. Вытягиваясь то в одну, то в другую сторону, клетка формирует отростки, благодаря которым передвигается и питается. Может отталкиваться от водорослей и других предметов при помощи ложноножек. Так, чтобы двигаться, амеба вытягивает в нужную сторону ложноножку, а затем перетекает в нее.
Скорость движения составляет около 10 мм в час. Скелета у протея нет, что позволяет принимать любую форму и менять ее по мере необходимости. Дыхание амебы обыкновенной осуществляется всей поверхностью тела, специальный орган, отвечающий за поставку кислорода, отсутствует. Во время движения и питания амеба захватывает много воды.
Излишки этой жидкости выделяются при помощи сократительной вакуоли, которая лопается, выталкивая воду, а затем формируется вновь. Специальных органов чувств у амебы обыкновенной нет.
Но она старается спрятаться от прямого солнечного света, чувствительна к механическим раздражителями и некоторым химическим веществам.
Питание
Питается протей одноклеточными водорослями, остатками гниения, бактериями и другими мелкими организмами, которые захватывает своими ложноножками и втягивает в себя так, что еда оказывается внутри тела. Здесь сразу же образуется специальная вакуоль, куда и выделяется пищеварительный сок. Питание амебы обыкновенной может происходить в любом месте клетки.
Одновременно захватывать еду могут несколько ложноножек, тогда переваривание пищи происходит сразу в нескольких частях амебы. Питательные вещества поступают в цитоплазму и идут на строительство тела амебы. Частички бактерий или водорослей перевариваются, а остатки жизнедеятельности сразу же удаляются наружу.
Выбрасывать ненужные вещества амеба обыкновенная способна на любом участке своего тела.
Размножение
Размножение амебы обыкновенной происходит делением одного организма на два. Когда клетка достаточно выросла, в ней образуется второе ядро. Это служит сигналом к делению. Амеба вытягивается, а ядра расходятся по противоположным сторонам. Примерно посередине возникает перетяжка.
Затем цитоплазма в этом месте лопается, так возникают два отдельных организма. В каждом из них находится по ядру. Сократительная вакуоль остается в одной из амеб, а в другой возникает новая. В течение суток амеба может делиться несколько раз. Размножение происходит в теплое время года.
Образование цисты
С наступлением холодов амеба перестает питаться. Ее ложноножки втягиваются в тело, которое приобретает форму шарика. На всей поверхности образуется специальная защитная пленка – циста (белкового происхождения). Внутри цисты организм находится в спячке, не пересыхает и не перемерзает.
В таком состоянии амеба пребывает до наступления благоприятных условий. При высыхании водоема цисты могут разноситься ветром на дальние расстояния. Таким способом амебы расселяются в другие водоемы.
При наступлении тепла и подходящей влажности амеба покидает цисту, выпускает ложноножки и начинает питаться и размножаться.
Место амебы в живой природе
Простейшие организмы являются необходимым звеном в любой экосистеме. Значение амебы обыкновенной заключается в ее способности регулировать численность бактерий и болезнетворных микроорганизмов, которыми она питается. Простейшие одноклеточные организмы поедают гниющие органические остатки, поддерживая биологическое равновесие водоемов.
Кроме того, амеба обыкновенная является пищей для мелких рыбок, рачков, насекомых. А те, в свою очередь, поедаются более крупными рыбами и пресноводными животными. Эти же простейшие организмы служат объектами научных исследований.
Большие скопления одноклеточных организмов, в том числе и амеба обыкновенная, участвовали в формировании известняков, залежей мела.
Амеба дизентерийная
Существует несколько разновидностей простейших амеб. Самая опасная для человека – амеба дизентерийная. От обыкновенной она отличается более короткими ложноножками. Попадая в организм человека, амеба дизентерийная поселяется в кишечнике, питается кровью, тканями, образует язвы и вызывает кишечную дизентерию.
Источник: https://www.syl.ru/article/171181/new_ameba-obyiknovennaya-opisanie-razmnojenie-sreda-obitaniya
Амеба обыкновенная: строение, среда обитания, значение в природе
Амеба обыкновенная – вид простейших существ из эукариот, типичный представитель рода Амебы.
Систематика. Вид амебы обыкновенной относится к царству — Животные, типу – Амебозои. Амебы объединены в класс Lobosa и отряд – Amoebida, семейство – Amoebidae, род – Amoeba.
Характерные процессы. Хотя амебы – это простые, состоящие из одной клетки существа, не имеющие никаких органов, им присущи все жизненно необходимые процессы. Они способны передвигаться, добывать пищу, размножаться, поглощать кислород, выводить продукты обмена.
Строение
Амеба обыкновенная – одноклеточное животное, форма тела неопределенная и изменяется из-за постоянного перемещения ложноножек. Размеры не превышают половины миллиметра, а снаружи ее тело окружено мембраной – плазмалемой. Внутри располагается цитоплазма со структурными элементами. Цитоплазма представляет собой неоднородную массу, где выделяют 2 части:
- Наружная – эктоплазма;
- внутренняя, с зернистой структурой – эндоплазма, где сосредоточены все внутриклеточные органеллы.
У амебы обыкновенной имеется крупное ядро, которое расположено примерно в центре тела животного. Оно имеет ядерный сок, хроматин и покрыто оболочкой, имеющей многочисленные поры.
Под микроскопом видно, что амеба обыкновенная образует псевдоподии, в которые переливается цитоплазма животного.
В момент образования псевдоподии в нее устремляется эндоплазма, которая на периферических участках уплотняется и превращается в эктоплазму. В это время на противоположном участке тела эктоплазма частично превращается в эндоплазму.
Таким образом, в основе образования псевдоподий лежит обратимое явление превращения эктоплазмы в эндоплазму и наоборот.
Дыхание
Амеба получает O2 из воды, который диффундирует во внутреннюю полость через наружные покровы. Все тело участвует в дыхательном акте. Кислород, попавший в цитоплазму, необходим для расщепления питательных веществ на простые составляющие, которые Amoeba proteus сможет переварить, а еще для получения энергии.
Среда обитания
Обитает в пресной воде канав, небольших прудов и болот. Может жить также в аквариумах. Культуру амебы обыкновенной можно легко разводить в лабораторных условиях. Она является одной из крупных свободноживущих амеб, достигающих 50 мкм в диаметре и видимых невооруженным глазом.
Питание
Амеба обыкновенная передвигается с помощью ложноножек. Она преодолевает один сантиметр за пять минут. Передвигаясь, амебы наталкиваются на различные мелкие объекты: одноклеточные водоросли, бактерии, мелких простейших и т.д. Если объект достаточно мал, амеба обтекает его со всех сторон и он, вместе с небольшим количеством жидкости, оказывается внутри цитоплазмы простейшего.
Процесс поглощения твердой пищи амебой обыкновенной называется фагоцитозом. Таким образом, в эндоплазме образуются пищеварительные вакуоли, внутрь которых из эндоплазмы поступают пищеварительные ферменты и происходит внутриклеточное пищеварение. Жидкие продукты переваривания проникают в эндоплазму, вакуоль с непереваренными остатками пищи подходит к поверхности тела и выбрасывается наружу.
Кроме пищеварительных вакуолей в теле амеб находится и так называемая сократительная, или пульсирующая, вакуоль. Это пузырек водянистой жидкости, который периодически нарастает, а достигнув определенного объема, лопается, опорожняя свое содержимое наружу.
Основная функция сократительной вакуоли — регуляция осмотического давления внутри тела простейшего. В связи с тем, что концентрация веществ в цитоплазме амебы выше, чем в пресной воде, создается разность осмотического давления внутри и вне тела простейшего.
Поэтому пресная вода проникает в организм амебы, но ее количество остается в пределах физиологической нормы, поскольку пульсирующая вакуоль «откачивает» избыток воды из тела. Подтверждением этой функции вакуоли служит их наличие только у пресноводных простейших. У морских она или отсутствует, или сокращается очень редко.
Сократительная вакуоль кроме осморегуляторной функции частично выполняет и выделительную функцию, выводя вместе с водой в окружающую среду продукты обмена веществ.
Однако основная функция выделения осуществляется непосредственно через наружную мембрану.
Известную роль играет, вероятно, сократительная вакуоль в процессе дыхания, ибо проникающая в результате осмоса в цитоплазму вода несет растворенный кислород.
Размножение
Амебам свойственно бесполое размножение, осуществляемое путем деления надвое. Этот процесс начинается с митотического деления ядра, которое продольно удлиняется и перегородкой разъединяется на 2 самостоятельные органеллы. Они отдаляются и формируют новые ядра.
Цитоплазма с оболочкой делится с помощью перетяжки. Сократительная вакуоль не разделяется, а попадает в одну из новообразованных амеб, во второй вакуоль формируется самостоятельно.
Размножаются амебы достаточно быстро, за день процесс деления может происходить несколько раз.
В летний период времени амебы растут и делятся, но с приходом осенних холодов, из-за пересыхания водоемов, трудно найти питательные вещества. Поэтому амеба превращается в цисту, оказавшись в критических условиях и покрывается прочной двойной белковой оболочкой. При этом цисты легко распространяются за ветром.
Значение в природе и жизни человека
Amoeba proteus — важное составляющее экологических систем. Она регулирует численность бактериальных организмов в озерах и прудах. Очищает водную среду от чрезмерного загрязнения. Также является важным составляющим пищевых цепочек. Одноклеточные – еда для маленьких рыб и насекомых.
Ученые используют амебу как лабораторное животное, проводя на ней множество исследований. Очищает амеба не только водоемы, но поселившись в человеческом организме, она поглощает разрушенные частицы эпителиальной ткани пищеварительного тракта.
Источник: https://animals-world.ru/ameba-obyknovennaya/
Амеба: фото, строение, жизненный цикл и способ передвижения
Самый простейший организм – амеба протей, хотя существуют разные виды амеб. Свое название она получила в честь Протея – персонажа греческой мифологии, особенностью которого было менять свою внешность.
Существо – прокариот, поскольку это не бактерия, как думает множество людей. Это бесцветный организм гетеротрофного типа, эукариот, который способен питаться микроорганизмами и одноклеточными водорослями.
Несмотря на свою простоту и короткий жизненный цикл, этот тип животного играет важную роль в природе.
Описание
Согласно классификации, амебу обыкновенную относят к царству «Животные», подцарству «Простейшие», классу свободноживущих саркодовых. Строение существа примитивное, а передвигается оно благодаря временно появляющимся выпячиваниям цитоплазмы (называют еще корненожка). Тело протей состоит всего лишь из единственной клетки, являющейся независимым и полноценным организмом.
Основная среда обитания амебы – болотистая и влажная почва, водоемы (как соленые, так и пресные), гниющие пруды, населенные множеством бактерий. Также обитает в организме человека и животных (это паразитирующая разновидность). Жить амебный организм может и в аквариумной воде. Животное без труда размножается в лабораторных условиях.
Строение и морфологические формы
Амёба обыкновенная – эукариот, одноклеточное независимое животное. Характеристика его такова: тело полужидкое, размер достигает 0,2-0,7 мм в длину, и хорошо разглядеть существо можно только под микроскопом.
По всей поверхности амебная клетка покрыта цитоплазмой, защищающей собой «внутренности». Сверху находится цитоплазматическая оболочка. У амебы строение цитоплазмы – двухслойное. Внешний слой – прозрачный и плотный, внутренний ‑ зернистый и текучий.
В цитоплазме располагаются сократительная вакуоль амебы (за счет нее происходит выделение ненужных веществ наружу), ядро и пищеварительная вакуоль. При движении постоянно меняется форма цитоплазмы.
Исследовав изображения, ученые определили, что у Протея более пятисот хромосом, настолько мелких, что за ними нет возможности наблюдать.
Дыхание осуществляется всем телом. Скелет отсутствует. Размножение амебы бесполое. Органом чувств (в том числе дыхания) амебная клетка также не располагает.
Тем не менее, одноклеточная амеба дышит, чувствительна к химическим веществам, раздражителям механического типа и избегает солнечных лучей.
Одно из особенностей животного – способность к регенерации. Это означает, что в случае повреждения клетка сможет самостоятельно восстановиться, достроив отсутствующие фрагменты. Единственное условие – полное сохранение ядра, поскольку оно является носителем всех информационных данных о строении. Без ядра амебный организм просто погибнет.
Передвижение амеб происходит при помощи ложноножек, так называемых непостоянных выростов цитоплазмы, которые еще именуют псевдоподиями. Мембрана клетки очень эластична и способна растягиваться в любом месте.
Чтобы образовать ложноножку, сначала происходят выпячивания цитоплазмы наружу тела, так, чтобы они выглядели наподобие толстых щупалец. После – выполняются те же действия, только в обратном порядке – цитоплазма движется внутрь, ложноножка прячется и появляется в другой части тела.
Именно такой способ передвижения не дает животному иметь постоянную форму тела. Несмотря на малый размер, передвигаются существа сравнительно быстро – около 10 мм/час.
Как питаются и дышат одноклеточные?
Амебный жизненный цикл полностью зависит от того, как питается животное и какова окружающая среда. В рацион протея входят остатки гниения, одноклеточные водоросли, бактерии, а также микроорганизмы, имеющие подходящий размер.
Питание амебы происходит путем захвата «добычи» ложноножками и затягивания внутрь тела. Вокруг пищи формируется вакуоль, в которую затем и поступает пищеварительный сок.
Интересно то, что процесс захватывания и дальнейшее переваривание могут происходить в любом участке тела и даже в нескольких частях одновременно. Получаемые при переваривании питательные вещества попадают в цитоплазму и расходуются на построение тела амебы.
В процессе рассасывания водорослей и бактерий простейшие незамедлительно выводят наружу остатки жизнедеятельности, причем это может также происходить любым участком цитоплазмы.
Как и все простейшие класса одноклеточных, у протей отсутствуют специальные органеллы. Дыхание у амебы происходит за счет поглощения растворенного в воде (или жидкости) кислорода поверхностным аппаратом. Клеточная мембрана животного проницаема, и через нее свободно проходят углекислый газ и кислород.
Как размножаются?
Для вывода потомства используется бесполое размножение с разделением тела на две одинаковые части. Подробнее, сколько стадий проходит клетка при делении.
Процесс происходит только в теплую пору и включает в себя несколько стадий:
- Первым делом делению подвергается ядро. Оно выпячивается, растягивается, в нем появляются перетяжки, с помощью которых затем и происходит деление на две совершенно идентичные части. При этом наблюдается расхождение дочерних хромосом к противоположным полюсам материнской клетки.
- Далее происходит разделение цитоплазмы между двумя ядрами. Ее зоны располагаются и сосредотачиваются вокруг ядер, тем самым формируя две новые клетки.
- Поскольку в теле амебы сократительная вакуоль имеется только в единичном экземпляре, она достается лишь одной новой клетке. В другой она формируется заново. Подробнее описание процесса деления и расхождения хромосом демонстрирует рисунок.
Деление клетки таким способом называется митозом, поэтому полученные два организма являются копией «мамы». Половой процесс отсутствует, поэтому обмен хромосом также не происходит.
Размножаются обыкновенные амебы очень быстро. Если судить по времени, существо каждые 3 часа делится на 2 клетки, поэтому живет амебный организм мало.
Особенности существования и развития
Жизненный цикл прост. Единственная клетка, являющаяся по совместительству и телом животного, в процессе развития растет, а по достижению взрослого состояния «размножается», делясь на два тела бесполым путем с расхождением материнских хромосом «детям».
Попадая в негативные для жизни условия (холодное время года, высыхание водоема), такая клетка способна «умереть» на время.
При этом тело претерпевает изменения: псевдоподии втягиваются, из цитоплазмы выделяется вода и покрывает весь амебный организм, образуя двойную оболочку с последующим формированием цисты. Протея «замирает».
Когда окружающая среда станет пригодной для жизни, существо «возрождается», циста амебы вскрывается, выпускаются ложноножки (чтобы передвигаться), и существо размножается. Подробно узнать, что такое амеба, можно на видео.
Животное имеет огромное значение в природе. Оно – источник еды многоклеточных организмов (амёбами питаются черви, ракообразные, мальки рыб, различные моллюски). Обитающая в водоемах протея в процессе жизни очищает водоемы, поедая различного типа микроорганизм, бактерии и гниющие части водорослей, простейшие раковинные амебы участвуют в формировании меловых отложений и известняков.
Источник: https://TrutenStop.ru/protozojnye/ameba
Амеба
Амебы — это род одноклеточных организмов-эукариот (относятся к простейшим). Считаются животноподобными, так как питаются гетеротрофно.
Строение амеб обычно рассматривают на примере типичного представителя — амебы обыкновенной (амебы протея).
Амеба обыкновенная (далее амеба) обитает на дне пресноводных водоемов с загрязненной водой. Ее размер колеблется от 0,2 мм до 0,5 мм. По внешнему виду амеба похожа на бесформенный бесцветный комок, способный менять свою форму.
Клетка амебы не имеет жесткой оболочки. Она образует выпячивания и впячивания. Выпячивания (цитоплазматические выросты) называют ложноножками или псевдоподиями.
Благодаря им амеба может медленно двигаться, как бы перетекая с места на место, а также захватывать пищу.
Образование ложноножек и перемещение амебы происходит за счет движения цитоплазмы, которая постепенно перетекает в выпячивание.
Хотя амеба одноклеточный организм и не может быть речи об органах и их системах, ей свойственны почти все процессы жизнедеятельности, характерные для многоклеточных животных. Амеба питается, дышит, выделяет вещества, размножается.
Цитоплазма амебы не однородна. Выделяют более прозрачный и плотный наружный слой (эктоплазма) и более зернистый и жидкий внутренний слой цитоплазмы (эндоплазма).
В цитоплазме амебы находятся различные органеллы, ядро, а также пищеварительная и сократительная вакуоли.
Питается амеба различными одноклеточными организмами и органическими остатками. Пища обхватывается ложноножками и оказывается внутри клетки, образуется пищеварительная вакуоль.
В нее поступают различные ферменты, расщепляющие питательные вещества. Те, которые нужны амебе, потом поступают в цитоплазму.
Ненужные остатки пищи остаются в вакуоли, которая подходит к поверхности клетки и из нее все выбрасывается.
«Органом» выделения у амебы является сократительная вакуоль. В нее поступают излишки воды, ненужные и вредные вещества из цитоплазмы. Заполненная сократительная вакуоль периодически подходит к цитоплазматической мембране амебы и выталкивает наружу свое содержимое.
Дышит амеба всей поверхностью тела. В нее из воды поступает кислород, из нее — углекислый газ. Процесс дыхания заключается в окислении кислородом органических веществ в митохондриях.
В результате выделяется энергия, которая запасается в АТФ, а также образуются вода и углекислый газ. Энергия, запасенная в АТФ, далее расходуется на различные процессы жизнедеятельности.
Для амебы описан только бесполый способ размножения путем деления надвое. Делятся только крупные, т. е. выросшие, особи. Сначала делится ядро, после чего клетка амебы делится перетяжкой. Та дочерняя клетка, которая не получает сократительную вакуоль, образует ее впоследствии.
С наступлением холодов или засухи амеба образует цисту. Цисты имеет плотную оболочку, выполняющую защитную функцию. Они достаточно легкие и могут разноситься ветром на большие расстояния. Амеба способна реагировать на свет (уползает от него), механическое раздражение, наличие в воде определенных веществ.
Источник: https://biology.su/zoology/amoeba
Амёбы / Зоология для учителя
По сложности своего строения (в пределах одноклеточной организации) инфузории представляют собой высший класс среди других простейших, и, казалось бы, не с них, а с форм действительно наиболее простого строения следовало бы начать ознакомление с типом простейших, как это и делается во всех вузовских учебниках.
Однако по соображениям методического порядка автору этой книги представляется более целесообразным начать изучение простейших именно с инфузорий: живой материал по ним более доступен для непосредственных наблюдений, на нем легче приобрести навыки изучения «мира в капле воды» и вместе с тем получить и общее ориентировочное представление о внешности и размерах существ из этого мира, скрытого от наших глаз в повседневной жизни.
И уже на этой основе от монографического изучения инфузории-туфельки удобнее перейти к амёбе — животному организму, действительно наиболее простому по своему строению (правда, далеко не все методисты-биологи разделяют такую точку зрения, считая, что и в школе изучение животного мира должно начинаться с амёбы).
По сравнению с инфузориями тело амёбы имеет гораздо более простое строение (рис. 35). Оно состоит из комочка полужидкой, тягучей протоплазмы, внутри которой заключено одно круглое ядро. Протоплазма на поверхности не выделяет оболочки, и потому амёба не имеет постоянной формы. То на одном, то на другом месте её тела вытягиваются выросты протоплазмы — так называемые ложноножки. Постепенно в вытянувшуюся ложноножку переходит все больше и больше протоплазмы, а ложноножки с противоположной стороны сокращаются; в результате амёба медленно переползает с места на место.
«Поймать» амёбу можно следующим способом. На поверхность культуры, в которой могут быть амёбы, осторожно кладут покровное стёклышко (благодаря поверхностному натяжению жидкости и своему лёгкому весу оно не потонет). Через сутки покровное стёклышко снимают и переносят на предметное стекло, покрыв им капельку воды, взятой с поверхностного слоя той же культуры.
Рассматривают препарат под микроскопом, не отвлекаясь наблюдениями над инфузориями и другими существами. Поиски амёб требуют большого внимания: вначале потревоженные амёбы имеют вид округлых комочков и только некоторое время спустя начинают менять свою форму и выпускают ложноножки. Название «амёбы» относится не к одному зоологическому виду, а к целому отряду, заключающему в себе ряд отдельных родов и видов, различающихся между собой и по размерам, и по характеру очертаний ложноножек, и по образу жизни.
Несмотря на простоту своего строения, амёбы обнаруживают все основные свойства, присущие животному организму. При резких толчках, при прибавлении к воде некоторых веществ амёба втягивает все свои ложноножки и принимает шарообразную форму; следовательно, амёба обладает раздражимостью: она отвечает определённым образом на изменения внешних условий, на механические и химические раздражения. Амёба, как уже было сказано, передвигается при помощи своих ложноножек.
Далее, амёбы питаются: прикасаясь к какой-нибудь бактерии или мелкой водоросли, она обволакивает её своими ложноножками: погруженная в протоплазму добыча переваривается, её питательный материал усваивается амёбой, то есть переходит в состав её протоплазмы, а непереваренные остатки выбрасываются вон. Внутри тела появляется светлый водянистый пузырёк, который вскоре исчезает, выбрасывая жидкость наружу, а затем образуется снова; это сократительная вакуоля, через которую происходит выделение излишней воды и продуктов распада протоплазмы.
В кипячёной воде, лишённой кислорода, амёба погибает; следовательно, кислород необходим ей для дыхания.
В результате совершающегося обмена веществ тело амёбы растёт. Достигнув своей предельной величины, амёба размножается путём деления: делится ядро, обе половинки его расходятся в стороны, между ними на теле образуется перетяжка, и, наконец, из одного материнского организма образуются две самостоятельные, дочерние амёбы.
При наступлении неблагоприятных условий амёба выделяет на поверхности тела цисту и впадает в состояние скрытой жизни. В таком виде амёба напоминает спору грибов или других бесцветковых растений.
Общая характеристика одноклеточных. Особенности строения амебы ❤️
1. Общая характеристика одноклеточных.
К подцарству Простейшие относятся животные, тело которых состоит из одной клетки. Но эта клетка является целым самостоятельным организмом, поэтому имеет более сложное строение, чем клетка многоклеточного организма. Помимо основных компонентов, свойственных всем клеткам, в цитоплазме простейших находятся специальные органеллы: пищеварительные и сократительные вакуоли, опорные и защитные структуры.
Размеры тела, как правило, микроскопические. Форма тела разнообразна; она может быть изменчивой
или постоянной. Относительное постоянство формы тела обусловлено наличием плотной наружной оболочки. Некоторые простейшие имеют раковинку. Для движения эти животные используют специальные органеллы: ложноножки, жгутики и реснички. Большинство одноклеточных являются гетеротрофными организмами, то есть питаются готовыми органическими веществами, но встречаются и автотрофы. Все свободноживущие одноклеточные дышат кислородом, растворенным в воде, поглощая его всей поверхностью тела. Для паразитических форм характерно анаэробное дыхание. В цитоплазме клеток может быть одно или несколько ядер.
При этом ядра могут быть одинаковыми или различаться по форме и функциям. В процессе эволюции у некоторых групп простейших произошло увеличение плоидности ядер.Выделение продуктов жизнедеятельности происходит либо через всю поверхность тела, либо с водой через сократительные вакуоли. Для всех простейших характерна раздражимость — способность отвечать на действие различных внешних раздражителей. Ответная реакция проявляется у них в форме таксисов.
Размножаются простейшие, как правило, бесполым путем, в основе которого лежит митотическое деление ядра. Обычно одна особь дает начало двум дочерним. Однако у паразитов наблюдается образование нескольких дочерних особей, что способствует быстрому увеличению численности. У многих наблюдается половое размножение с образованием гамет и в дальнейшем зиготы. У инфузорий наряду с бесполым размножением происходит половой процесс — конъюгация — особая форма обмена генетическим материалом при контакте двух особей.
Для многих простейших характерно переживание неблагоприятных условий в виде цист. При инцистировании органеллы движения исчезают, клетка покрывается плотной оболочкой. Животные переходят в состояние покоя, а при наступлении благоприятных условий оболочка цисты лопается и организм возвращается к активной жизни.
Подцарство Простейшие включает три основных типа: Саркомастигофоры, Споровики, Инфузории.
2. Особенности строения одноклеточного организма на примере амебы.
Амеба протея — типичный представитель одноклеточных, относящийся к классу Корненожки подтипа Саркодовых типа Саркомастигофоры. Название Саркодовые означает протоплазматические. Эти животные характеризуются непостоянной формой тела, так как клетка имеет только клеточную мембрану. Органеллы движения — ложноножки — постоянно меняющие форму выросты мембраны клетки, в которые перетекает цитоплазма.
Амеба протея — пресноводный организм. Размеры тела достигают 0,5 мм. С помощью ложноножек происходит не только движение, но и захват пищи. Животное питается бактериями, одноклеточными водорослями, мелкими простейшими. Способ питания — фагоцитоз. С помощью ложноножек амеба обтекает пищевую частицу со всех сторон, втягивая ее внутрь. При этом образуется пищеварительная вакуоль, в которую из лизосом поступают пищеварительные ферменты. Непереваренные остатки выбрасываются через мембрану в любом месте клетки. У амебы возможен пиноцитоз — поглощение растворенных органических веществ из окружающей среды. В теле амебы заметна одна довольно крупная сократительная вакуоль. Периодически пульсируя, она выбрасывает наружу избытки воды с растворенными в ней продуктами жизнедеятельности. Основная функция сократительной вакуоли — регуляция осмотического давления в теле животного. У амебы одно ядро. Размножение бесполое, осуществляется путем митоза с последующим делением тела амебы надвое. При наступлении неблагоприятных условий амеба инцистируется. Численность амеб в водоемах может быть значительной, в связи с чем они составляют важное звено пищевых цепей этих экосистем.
Урок 9. Внутреннее строение и жизнедеятельность простейших | Поурочные планы по биологии 7-8 класс
Урок 9. Внутреннее строение и жизнедеятельность простейших
09.01.2015 4213 652Цели урока: закрепление знаний о жизненных свойствах организмов, выявление характерных черт строения и процессов жизнедеятельности простейших; формирование умений работать с учебными таблицами.
Оборудование: таблица «Тип Простейшие».
Ход урока
I. Организационный момент
II. Актуализация опорных знаний
1. Оказывается, не все простейшие способны активно двигаться, есть и те, которые ведут прикрепленный образ жизни. Кто они? Как тогда они добывают себе пищу, как защищаются? Слушаем сообщение «Инфузории-сувойки», Обращаем внимание на сидячий образ жизни, способы добычи пищи и защиты от врагов.
Инфузории-сувойки питаются бактериями, попадающими к ним в организм вместе с потоком воды. А как питаются другие представители одноклеточных животных и многое другое из их жизни мы узнаем сегодня на уроке.
2. Опрос по цепочке.
Прием «логическая цепочка» (отвечает 1 ученик) или «опрос по цепочке» (в построении развернутого, логически связного ответа участвует группа учащихся, — при этом рассказ одного ученика прерывается в любом месте и передается другому ученику жестом учителя).
О Составьте развернутый, логически связный ответ с использованием терминов прошлого урока: одноклеточные, простейшие, вода, жгутик, реснички, ложноножки, раздражитель, раздражимость.
Таким образом учащиеся проговаривают главные мысли прошлого урока. Подводятся итоги.
3. Индивидуальная работа по карточкам
Объясните термины: ‘
одноклеточные животные, простейшие, ложноножка, жгутик, реснички, раздражитель, раздражимость.
В каких средах жизни можно встретить простейших?
III. Изучение новой темы
Простейшими называют организмы, тело которых состоит из одной- единственной клетки с формированным ядром (эукариотической). Размеры — обычные для эукариотических клеток, — примерно 0,02-0,2 мм, но «в их лице» мы встречаемся с самой сложной организацией, известной для биологических клеток вообще. Ведь каждый одноклеточный организм — самостоятельный, и в его клетке-теле происходят такие процессы, которые у многоклеточных осуществляются лишь на уровне тканей и органов.
Функции любой клетки, органа, организма зависят от особенности их строения. Поэтому наша первая задача: по рисункам, таблице и тексту учебника рассмотреть особенности строения одноклеточных организмов. Для оформления результатов деятельности используем таблицу (Организуется самостоятельная работа по изучению нового материала по § 9).
Записываем тему урока и оформляем таблицу в тетради.
О Заполните таблицу, проставив знаки «плюс» (наличие) или «минус» (отсутствие) в каждой из трех колонок. Сделайте выводы по результатам вашей работы.
Структура | Амеба | Эвглена зеленая | Инфузория-туфелька |
Оболочка | + | + | + |
Цитоплазма | + | + | + |
Ядро | + | + | + (2) |
Ложноножки | + | _ |
|
Жгутик | _ | + | _ |
Реснички | _ | _ | + |
Пищеварительная вакуоль | + | _ | + |
Сократительная вакуоль | + | + | + |
Ротовое отверстие | _ | _ | + |
Порошица | _ | + | |
Хлоропласты | _ | + | _ |
Светочувтвительный глазок | — | + | — |
После заполнения таблицы заслушиваются выводы, сформулированные учащимися.
Важно отметить следующее:
jsS Амеба, эвглена зеленая и инфузория-туфелька — одноклеточные организмы. Клетки имеют общий план строения: оболочка, цитоплазма, ядро.
jsS Для процессов питания и выделения продуктов жизнедеятельности используются временные органеллы — пищеварительные и сократительные вакуоли, а инфузорией еще и порошица.
& Органоиды движения — ложноножки, жгутики, реснички способствуют перемещению животных в их среде обитания.
& Различия в составах клеток тесно связаны с особенностями их процессов жизнедеятельности.
О Составьте рассказы о строении амебы, эвглены и инфузории-туфельки с использованием таблицы «Тип Простейшие», отмечая участие структур клетки в жизненных процессах. (Работу проводим в группах. Обязательное условие: использование таблицы во время рассказа).
1. Класс Корненожки. Обыкновенная амеба.
Заслушиваем рассказ учащегося по таблице.
— Чем объяснить, что у пресноводных простейших частота пульсаций сократительной вакуоли выше, чем у морских и паразитических, у которых они могут вовсе отсутствовать.
Обсуждаем путь поиска ответа на проблемный вопрос.
— Какие функции выполняет сократительная вакуоль?
— Чем сходны морская вода и внутренняя среда организмов?
— Чем эти среды отличаются от пресной воды?
2. Класс Жгутиковые. Зеленая эвглена.
Заслушиваем рассказ учащегося по таблице.
3. Класс Инфузории. Инфузория-туфелька.
Заслушиваем рассказ учащегося по таблице.
Подводим итоги самостоятельной работы учащихся по изучению новой темы.
Все органоиды клетки простейшего и процессы, в которых они участвуют, друг с другом очень сильно взаимосвязаны. Эти процессы обеспечивают жизнедеятельность клетки, ее рост, деление, постоянные контакты с окружающей средой. Всю совокупность процессов, протекающих в клетке, называют обменом веществ. Попробуем в виде рисунка-схемы показать взаимосвязь между структурами клетки амебы обыкновенной (Идет беседа с учащимися).
Полный текст материала смотрите в скачиваемом файле.
На странице приведен только фрагмент материала.
Псевдоподии — обзор | Темы ScienceDirect
Может ли цитоскелет вычислять?
Цитоскелет, и особенно микротрубочки и актиновые филаменты, важны для ядерных процессов, происходящих во время митотических и мейотических делений. Они также играют решающую роль в определении положения органелл и во внутриклеточном транспорте везикул и других надмолекулярных элементов; они определяют форму клетки и динамизм формы клетки. Все эти функции, выполняемые микротрубочками и актиновыми филаментами, необходимы скорее, чем случайно происходящие процессы.
В строго экспериментальных условиях поведение амебы (образование псевдоподий, направление ее движений, начало репродуктивной активности и многие физиологические процессы) предсказуемо. Поведение амебы направлено на адаптацию ее к экспериментальным условиям внешней среды. Но предполагаемые изменения, вызывающие адаптацию, подразумевают, что система предсказывает * адаптивный результат, определяет пути и предпринимает шаги для его достижения. Но если «предсказание — это вычисление» (Pfaffmann and Zauner, 2001), где производится вычисление для определения поведения амебы?
Отец современной нейробиологии, испанский ученый Сантьяго Рамон-и-Кахаль, столетие назад высказал идею о том, что цитоскелет участвует в проведении нервного импульса, и еще в 1951 году отец-основатель нейрофизиологии Чарльз Скотт Шеррингтон, казалось, ожидал Современная тенденция рассматривать цитоскелет как потенциальную «нервную систему» клетки в одноклеточных:
Нерва не осталось и следа.Но клеточный каркас, цитоскелет, может служить.
Sherrington (1951)
Действительно, нейроны используют цитоскелет для увеличения своей потенциальной вычислительной мощности до 10 16 битовых состояний / с (Rasmussen et al., 1990).
Нет экспериментально подтвержденного механизма расчета в микротрубочках цитоскелета. Однако предполагается, что цитоскелет обрабатывает информацию в одноклеточных и нервных клетках. Известно, например, что обучение связано с увеличением производства тубулинов (строительных блоков микротрубочек) в головном мозге цыплят и крыс, а также с более высокой активностью микротрубочек (Hameroff, 1998; Tuszynski et al., 1998). Считается, что в нейронах микротрубочки могут использоваться для обработки электрической информации и когнитивной обработки (Priel et al., 2006). Есть достаточные доказательства, чтобы твердо утверждать, что центриоли, MTOCs одноклеточных, являются органеллами, в которых происходят такие вычисления. В этом контексте важно помнить, что правильное размещение органелл в клетке также определяется MTOC. Действительно, неправильное расположение центриолей приводит к неспособности Chlamydomonas ’двигаться в направлении источника света.
С точки зрения ученых-вычислителей, эти одноклеточные являются биологическими микромашинами, а цитоскелет является их центральной системой. Отвечая на внутренние и внешние сигналы, цитоскелет реорганизуется, чтобы генерировать ответы, которые адаптируют клетку к измененной внешней или внутренней среде (Glade, 2008).
В модели Glade (2008) элементарными единицами биологической микромашины (цитоскелета) являются отдельные волокна (микротрубочки, актиновые филаменты и промежуточные филаменты), мономеры которых (молекулы тубулина, актина и т. Д.)) могут действовать как молекулярные биты информации. Отдельные микротрубочки связаны белками, ассоциированными с микротрубочками (MAP) и другими белками, что делает возможной связь между волокнами сети цитоскелета. В процессе своего роста и деполимеризации микротрубочки оставляют химические следы, которые позволяют передавать информацию соседним микротрубочкам. В результате динамический скелет получает возможность выполнять функции примитивного мозга и действовать «как автономная система, чувствительная к внешним стимулам, придавая очень сложное поведение клеткам.»(Поляна, 2008). Кажется, это инструктирует клетку адаптивно реагировать на внешние и внутренние вызовы.
Функции и структура микротрубочек тесно связаны с MAP. Аксоны и дендриты нервных клеток очень богаты микротрубочками. Рост микротрубочек является результатом полимеризации диммеров тубулина (молекул α- и β-тубулина), на которую влияет биохимическая среда, и особенно MAP, связанные с микротрубочками.
В модели регуляции сетей микротрубочек в клетке MAP передают цитоплазматические сигналы микротрубочкам, которые также получают сигналы от всей сети волокнистых элементов цитоскелета.MAP, в свою очередь, получают результат обработки цитоплазматической информации от микротрубочек.
Рост микротрубочек зависит от аффинности связывания MAP сети микротрубочек. Когда обработка сигналов в сети хорошая, MAP связываются с микротрубочками. Повышенная активность связывания в сети увеличивает стабильность сети и сигнализирует о том, что никаких изменений не требуется. Напротив, снижение стабильности сети служит сигналом к изменению структуры сети.Адаптивная самостабилизация (рис. 1.24) основана на механизме обратной связи по структуре сети микротрубочек и распределению MAP в структуре. Система отображает элементарное обучение и подразумевает своего рода память. Адаптивная обработка информации нуждается в экспериментальной проверке, но авторы приходят к выводу, что «тонкая структура клетки является естественной средой для адаптивной обработки информации» (Pfaffmann and Conrad, 2000).
Рисунок 1.24. Циклический поток управления.Модули динамики роста и обработки сигналов имеют общее представление сети микротрубочек. Модуль адаптивной самостабилизации связывает динамику роста с производительностью обработки сигналов (Pfaffmann and Conrad, 2000).
Помимо своей роли в определении формы и движений клетки и позиционирования органелл внутри этой клетки, перемещение пузырьков и стимулов по всей клетке и свидетельства процессов клеточного деления показывают, что в клетках млекопитающих цитоскелет является участвует в процессах экспрессии генов (Berfield et al., 1997; Пак и др., 1990). Предполагается, что, по крайней мере, в нейронах именно цитоскелет сигнализирует генам о потребностях в продукции белка (Георгиев, Quantum Mind Theories; http://www.quantum-mind.co.uk/danko-georgiev- c169.html). В клетках млекопитающих цитоскелет находится в контакте как с внеклеточным матриксом (ЕСМ), так и с ядерным матриксом, который действует как преобразователь внеклеточных сигналов к ядру клетки. Промежуточные филаменты (ПФ) тесно связаны со структурными элементами ядерного матрикса и являются неотъемлемой частью ядерного скелета (Tolstonog et al., 2002).
В модели регуляции сетей микротрубочек в клетке MAP передают цитоплазматические сигналы микротрубочкам, которые получают сигналы от всей сети волокнистых элементов цитоскелета. MAP, в свою очередь, получают результат обработки цитоплазматической информации от микротрубочек.
Некоторые молекулы ЕСМ связаны с клеточными микрофиламентами через актин-ассоциированные белки, образуя таким образом интегрированную систему с внутриклеточными элементами цитоскелета (Ingber and Folkman, 1989).
В ответ на фотостимуляцию ближним инфракрасным светом некоторые одноклеточные выдвигают псевдоподии в сторону от источника света. Утверждается, что расширение не может быть выполнено клеткой путем производства диффузных химических сигналов, которые без разбора влияют на псевдоподии по всей клетке. Следовательно, микротрубочки могут передавать сигнал конкретным псевдоподиям. Действительно, наблюдается, что после введения антимикротрубочковых веществ клетка теряет способность адаптироваться за счет удлинения правых псевдоподий, хотя она все еще может двигаться (http: // www.basic.northwestern.edu/g-buehler/nerves.htm). Вот интерпретация этого явления исследователем:
После получения световых импульсов центросома дестабилизирует радиальный массив микротрубочек, идущих к коре клетки, которая, в свою очередь, впоследствии распространит специальные псевдоподии на источники света. Таким образом, создается впечатление, что наблюдаемая дестабилизация — это сигнал, который распространяется по микротрубкам, как по «нервам».
http: //www.basic.northwestern.edu/g-buehler/nerves.htm
На основании экспериментальных данных Гюнтер Альбрехт-Бюлер пришел к выводу, что центросома — это органелла, в которой происходит интеграция световых сигналов и откуда берутся сигналы микротрубочек для формирования псевдоподий (Albrecht-Buehler , 1998).
Спорное и далеко не подтвержденное экспериментально объяснение системы управления было разработано физиком Роджером Пенроузом и анестезиологом Стюартом Хамероффом. Протофиламенты состоят из молекул тубулина в виде диммеров тубулина мономеров α- и β-тубулина.Димеры тубулина могут быть основными вычислительными единицами MT (Penrose, 2003), которые действуют как клеточные автоматы для передачи сигналов (Hameroff and Penrose, 1996). MTs распространяются и обрабатывают сигналы, и эти распространяющиеся сигналы, по-видимому, имеют отношение к тому, как микротрубочки транспортируют различные молекулы рядом с ними, и к различным взаимосвязям между соседними микротрубочками в форме MAPs (Penrose, 2003).
В другой модели Георгиев предполагает, что диполи молекул воды внутри нейронов распадаются на дипольные волновые кванты, которые передают информацию в воде, влияя на «хвосты» тубулина микротрубочек, которые передают информацию по микротрубочкам.«Предполагается, что столкновения волн, образованных хвостами тубулина, действуют как вычислительные ворота для управления процессами цитоскелета» (Георгиев, 2011), включая определение мест прикрепления MAP в микротрубочках, которые, в свою очередь, передают результаты выполненных вычислений. хвостами тубулина.
Псевдоподии — обзор | Темы ScienceDirect
Может ли цитоскелет вычислять?
Цитоскелет, и особенно микротрубочки и актиновые филаменты, важны для ядерных процессов, происходящих во время митотических и мейотических делений.Они также играют решающую роль в определении положения органелл и во внутриклеточном транспорте везикул и других надмолекулярных элементов; они определяют форму клетки и динамизм формы клетки. Все эти функции, выполняемые микротрубочками и актиновыми филаментами, необходимы скорее, чем случайно происходящие процессы.
В строго экспериментальных условиях поведение амебы (образование псевдоподий, направление ее движений, начало репродуктивной активности и многие физиологические процессы) предсказуемо.Поведение амебы направлено на адаптацию ее к экспериментальным условиям внешней среды. Но предполагаемые изменения, вызывающие адаптацию, подразумевают, что система предсказывает * адаптивный результат, определяет пути и предпринимает шаги для его достижения. Но если «предсказание — это вычисление» (Pfaffmann and Zauner, 2001), где производится вычисление для определения поведения амебы?
Отец современной нейробиологии, испанский ученый Сантьяго Рамон-и-Кахаль, столетие назад высказал идею о том, что цитоскелет участвует в проведении нервного импульса, и еще в 1951 году отец-основатель нейрофизиологии Чарльз Скотт Шеррингтон, казалось, ожидал Современная тенденция рассматривать цитоскелет как потенциальную «нервную систему» клетки в одноклеточных:
Нерва не осталось и следа.Но клеточный каркас, цитоскелет, может служить.
Sherrington (1951)
Действительно, нейроны используют цитоскелет для увеличения своей потенциальной вычислительной мощности до 10 16 битовых состояний / с (Rasmussen et al., 1990).
Нет экспериментально подтвержденного механизма расчета в микротрубочках цитоскелета. Однако предполагается, что цитоскелет обрабатывает информацию в одноклеточных и нервных клетках. Известно, например, что обучение связано с увеличением производства тубулинов (строительных блоков микротрубочек) в головном мозге цыплят и крыс, а также с более высокой активностью микротрубочек (Hameroff, 1998; Tuszynski et al., 1998). Считается, что в нейронах микротрубочки могут использоваться для обработки электрической информации и когнитивной обработки (Priel et al., 2006). Есть достаточные доказательства, чтобы твердо утверждать, что центриоли, MTOCs одноклеточных, являются органеллами, в которых происходят такие вычисления. В этом контексте важно помнить, что правильное размещение органелл в клетке также определяется MTOC. Действительно, неправильное расположение центриолей приводит к неспособности Chlamydomonas ’двигаться в направлении источника света.
С точки зрения ученых-вычислителей, эти одноклеточные являются биологическими микромашинами, а цитоскелет является их центральной системой. Отвечая на внутренние и внешние сигналы, цитоскелет реорганизуется, чтобы генерировать ответы, которые адаптируют клетку к измененной внешней или внутренней среде (Glade, 2008).
В модели Glade (2008) элементарными единицами биологической микромашины (цитоскелета) являются отдельные волокна (микротрубочки, актиновые филаменты и промежуточные филаменты), мономеры которых (молекулы тубулина, актина и т. Д.)) могут действовать как молекулярные биты информации. Отдельные микротрубочки связаны белками, ассоциированными с микротрубочками (MAP) и другими белками, что делает возможной связь между волокнами сети цитоскелета. В процессе своего роста и деполимеризации микротрубочки оставляют химические следы, которые позволяют передавать информацию соседним микротрубочкам. В результате динамический скелет получает возможность выполнять функции примитивного мозга и действовать «как автономная система, чувствительная к внешним стимулам, придавая очень сложное поведение клеткам.»(Поляна, 2008). Кажется, это инструктирует клетку адаптивно реагировать на внешние и внутренние вызовы.
Функции и структура микротрубочек тесно связаны с MAP. Аксоны и дендриты нервных клеток очень богаты микротрубочками. Рост микротрубочек является результатом полимеризации диммеров тубулина (молекул α- и β-тубулина), на которую влияет биохимическая среда, и особенно MAP, связанные с микротрубочками.
В модели регуляции сетей микротрубочек в клетке MAP передают цитоплазматические сигналы микротрубочкам, которые также получают сигналы от всей сети волокнистых элементов цитоскелета.MAP, в свою очередь, получают результат обработки цитоплазматической информации от микротрубочек.
Рост микротрубочек зависит от аффинности связывания MAP сети микротрубочек. Когда обработка сигналов в сети хорошая, MAP связываются с микротрубочками. Повышенная активность связывания в сети увеличивает стабильность сети и сигнализирует о том, что никаких изменений не требуется. Напротив, снижение стабильности сети служит сигналом к изменению структуры сети.Адаптивная самостабилизация (рис. 1.24) основана на механизме обратной связи по структуре сети микротрубочек и распределению MAP в структуре. Система отображает элементарное обучение и подразумевает своего рода память. Адаптивная обработка информации нуждается в экспериментальной проверке, но авторы приходят к выводу, что «тонкая структура клетки является естественной средой для адаптивной обработки информации» (Pfaffmann and Conrad, 2000).
Рисунок 1.24. Циклический поток управления.Модули динамики роста и обработки сигналов имеют общее представление сети микротрубочек. Модуль адаптивной самостабилизации связывает динамику роста с производительностью обработки сигналов (Pfaffmann and Conrad, 2000).
Помимо своей роли в определении формы и движений клетки и позиционирования органелл внутри этой клетки, перемещение пузырьков и стимулов по всей клетке и свидетельства процессов клеточного деления показывают, что в клетках млекопитающих цитоскелет является участвует в процессах экспрессии генов (Berfield et al., 1997; Пак и др., 1990). Предполагается, что, по крайней мере, в нейронах именно цитоскелет сигнализирует генам о потребностях в продукции белка (Георгиев, Quantum Mind Theories; http://www.quantum-mind.co.uk/danko-georgiev- c169.html). В клетках млекопитающих цитоскелет находится в контакте как с внеклеточным матриксом (ЕСМ), так и с ядерным матриксом, который действует как преобразователь внеклеточных сигналов к ядру клетки. Промежуточные филаменты (ПФ) тесно связаны со структурными элементами ядерного матрикса и являются неотъемлемой частью ядерного скелета (Tolstonog et al., 2002).
В модели регуляции сетей микротрубочек в клетке MAP передают цитоплазматические сигналы микротрубочкам, которые получают сигналы от всей сети волокнистых элементов цитоскелета. MAP, в свою очередь, получают результат обработки цитоплазматической информации от микротрубочек.
Некоторые молекулы ЕСМ связаны с клеточными микрофиламентами через актин-ассоциированные белки, образуя таким образом интегрированную систему с внутриклеточными элементами цитоскелета (Ingber and Folkman, 1989).
В ответ на фотостимуляцию ближним инфракрасным светом некоторые одноклеточные выдвигают псевдоподии в сторону от источника света. Утверждается, что расширение не может быть выполнено клеткой путем производства диффузных химических сигналов, которые без разбора влияют на псевдоподии по всей клетке. Следовательно, микротрубочки могут передавать сигнал конкретным псевдоподиям. Действительно, наблюдается, что после введения антимикротрубочковых веществ клетка теряет способность адаптироваться за счет удлинения правых псевдоподий, хотя она все еще может двигаться (http: // www.basic.northwestern.edu/g-buehler/nerves.htm). Вот интерпретация этого явления исследователем:
После получения световых импульсов центросома дестабилизирует радиальный массив микротрубочек, идущих к коре клетки, которая, в свою очередь, впоследствии распространит специальные псевдоподии на источники света. Таким образом, создается впечатление, что наблюдаемая дестабилизация — это сигнал, который распространяется по микротрубкам, как по «нервам».
http: //www.basic.northwestern.edu/g-buehler/nerves.htm
На основании экспериментальных данных Гюнтер Альбрехт-Бюлер пришел к выводу, что центросома — это органелла, в которой происходит интеграция световых сигналов и откуда берутся сигналы микротрубочек для формирования псевдоподий (Albrecht-Buehler , 1998).
Спорное и далеко не подтвержденное экспериментально объяснение системы управления было разработано физиком Роджером Пенроузом и анестезиологом Стюартом Хамероффом. Протофиламенты состоят из молекул тубулина в виде диммеров тубулина мономеров α- и β-тубулина.Димеры тубулина могут быть основными вычислительными единицами MT (Penrose, 2003), которые действуют как клеточные автоматы для передачи сигналов (Hameroff and Penrose, 1996). MTs распространяются и обрабатывают сигналы, и эти распространяющиеся сигналы, по-видимому, имеют отношение к тому, как микротрубочки транспортируют различные молекулы рядом с ними, и к различным взаимосвязям между соседними микротрубочками в форме MAPs (Penrose, 2003).
В другой модели Георгиев предполагает, что диполи молекул воды внутри нейронов распадаются на дипольные волновые кванты, которые передают информацию в воде, влияя на «хвосты» тубулина микротрубочек, которые передают информацию по микротрубочкам.«Предполагается, что столкновения волн, образованных хвостами тубулина, действуют как вычислительные ворота для управления процессами цитоскелета» (Георгиев, 2011), включая определение мест прикрепления MAP в микротрубочках, которые, в свою очередь, передают результаты выполненных вычислений. хвостами тубулина.
Структура и подвижность клеток | Биология для майоров II
Результаты обучения
- Опишите клеточное строение протистов
- Опишите моторику протистов
Структура ячеек
Клетки протистов — одни из самых сложных из всех клеток.Многоклеточные растения, животные и грибы включены в состав простейших в филогении эукариот. У большинства растений и животных, а также у некоторых грибов сложность возникает из-за многоклеточности , , тканевой специализации , и последующего взаимодействия из-за этих особенностей. Хотя рудиментарная форма многоклеточности существует среди некоторых организмов, обозначенных как «протисты», те, которые остались одноклеточными, показывают, как сложность может развиваться в отсутствие истинной многоклеточности с дифференциацией клеточной морфологии и функции.Некоторые протисты живут как колонии, которые в одних случаях ведут себя как группа свободноживущих клеток, а в других — как многоклеточный организм. Некоторые протисты состоят из огромных многоядерных одиночных клеток, которые выглядят как аморфные капли слизи или, в других случаях, как папоротники. У некоторых видов протистов ядра имеют разные размеры и играют разные роли в функции протистовых клеток.
Одиночные клетки протистов имеют размер от менее микрометра до трех метров в длину и гектар! Клетки протистов могут быть окружены клеточными мембранами, подобными животным, или клеточными стенками растений.Другие заключены в стеклянные оболочки на основе диоксида кремния или намотаны пленками из взаимосвязанных белковых полосок. Пелликула действует как гибкий слой брони, предотвращая разрыв или прокол протиста без ущерба для диапазона его движений.
Подвижность
Большинство протистов подвижны, но разные типы протистов развили различные способы передвижения (рис. 1). У некоторых протистов есть один или несколько жгутиков, которые они вращают или взбивают. Другие покрыты рядами или пучками крошечных ресничек, которые они скоординированно бьют, чтобы плавать.Третьи образуют цитоплазматические отростки, называемые pseudopodia , в любом месте клетки, прикрепляют псевдоподии к субстрату и тянутся вперед. Некоторые протисты могут двигаться к стимулу или от него, это движение называется такси. Например, движение к свету, называемое фототаксисом, достигается путем объединения их стратегии передвижения со светочувствительным органом.
Рис. 1. Протисты используют различные способы транспортировки. (a) Paramecium взмахивает волосковидными придатками, называемыми ресничками, чтобы продвигаться вперед.(b) Amoeba использует лепестковые псевдоподии, чтобы закрепиться на твердой поверхности и подтянуться вперед. (c) Эвглена использует хлыстоподобный хвост, называемый жгутиком, чтобы двигаться.
Практические вопросы
Протисты, имеющие пленку, окружены ______________.
- диоксид кремния
- карбонат кальция
- углеводы
- белки
Ответ d. Протисты, имеющие пленку, окружены белками .
Какой из этих опорно-двигательных органов будет самым коротким?
- жгутик
- ресничка
- расширенный псевдопод
- пленка
Ответ б. Реснички , вероятно, будут самыми короткими опорно-двигательными органами.
Внесите свой вклад!
У вас была идея улучшить этот контент? Нам очень понравится ваш вклад.
Улучшить эту страницуПодробнее
[PDF] Движение, тонкая структура и слияние ложноножек закрытой амебы Difflugiella sp.
ПОКАЗЫВАЕТ 1-10 ИЗ 60 ССЫЛОК
СОРТИРОВАТЬ ПО Релевантности Наибольшее влияние на статьи Недавность
Ультраструктура гигантской амебы Pelomyxa palustris
Ультраструктура травоядной амебы Pelomyxapalustris была изучена в соответствии с поиском дополнительных доказательств в пользу ядерного деления. с этим методом, чем с митозом. Развернуть- Просмотр 1 отрывок, справочная информация
ДИФФЕРЕНЦИАЦИЯ ФИБРИЛЛ В МИКСОМИЦЕТНОЙ ПЛАЗМОДЕ
В цитоплазме протоплазмодий Clastoderma debaryanum и Fuligo septica наблюдались три довольно разных вида дифференцировки фибриллов, причем одна из них — плотно прилегающая filigo septica. напоминает нити митотического аппарата других видов.Развернитецитоплазматических нитей Amoeba proteus. I. Роль волокон в изменении плотности и движении.
Роль филаментов в изменении консистенции и движении подвижного цитоплазматического экстракта Amoeba proteus была исследована путем сопоставления результатов световых и электронных микроскопических наблюдений с измерениями вязкости, а также структурной взаимосвязью нитей 70 A и 160 A в подвижном экстракте. типы волокон могут потребоваться для движения. Развернуть- Просмотреть 5 отрывков, справочная информация
Микротрубочки в аксоподии гелиозоидов.II. Быстрое разложение ионами меди и никеля.
Было показано, что растворы сульфата меди и никеля вызывают ретракцию аксоподий гелиозоидов во многом так же, как колхицин и лечение холодом, и полученные данные показывают, что микротрубочки, не полностью связанные в аксонеме, разрушаются раньше, чем микротрубочки в положениях сцепления внутри theAxoneme и, следовательно, метастабильность микротрубочек существует в общей цитоплазме. Развернуть- Просмотреть 2 выдержки, справочная информация
Протоплазматическая потоковая передача: вечная головоломка *
Представлены доказательства существования внешнего слоя слизи у Amoeba proteus, который скользит по видимой пленке, переносящей прикрепленные инородные частицы вперед из прекаудальной области , и повторное рассмотрение значения терминов плазмагель и плазмазол указывает на их относительную природу, обозначающую только сравнительные степени вязкости.ExpandАмебоидные клетки Используйте выступы для ходьбы, скольжения и плавания
Abstract
Амебоидные клетки ползают с помощью псевдоподов, которые являются выпуклыми продолжениями поверхности клетки. Во многих лабораторных экспериментах клетки перемещаются по гладкому субстрату, но в дикой природе клетки могут сталкиваться с препятствиями со стороны других клеток или мертвого материала или даже могут перемещаться в жидкости. Чтобы понять, как клетки справляются с гетерогенной средой, мы исследовали жизненный цикл псевдоподов дикого типа и мутантных клеток, движущихся на субстрате и суспендированных в жидкости.Мы показываем, что один и тот же цикл псевдопод может обеспечивать три типа движения, которые мы называем ходьбой, скольжением и плаванием. При ходьбе расширяющийся псевдоногий будет прочно прилипать к субстрату, что позволяет клеткам генерировать силы для обхода препятствий. Мутантные клетки с нарушенной адгезией могут двигаться намного быстрее, чем клетки дикого типа на гладком субстрате (скольжение), но не могут эффективно преодолевать препятствия, обеспечивающие сопротивление. В жидкости при плавании расширяющиеся псевдоножки превращаются в бугорки, которые быстро перемещаются к задней части клеток.Расчеты показывают, что эти выступы обеспечивают достаточную силу сопротивления, чтобы опосредовать наблюдаемое плавание клетки вперед.
Образец цитирования: Van Haastert PJM (2011) Амебоидные клетки используют выступы для ходьбы, скольжения и плавания. PLoS ONE 6 (11): e27532. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0027532
Редактор: Нил А. Хотчин, Бирмингемский университет, Великобритания
Поступила: 20 мая 2011 г .; Одобрена: 19 октября 2011 г .; Опубликовано: 9 ноября 2011 г.
Авторские права: © 2011 Peter J.М. Ван Хаастерт. Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии указания автора и источника.
Финансирование: У автора нет поддержки или средств, о которых можно было бы сообщить.
Конкурирующие интересы: Автор заявил, что конкурирующих интересов не существует.
Введение
Многие клетки имеют способ миграции, известный как амебоидное движение, которое характеризуется частыми изменениями формы клеток из-за расширения выступов [1], [2].Выступы амебоидной клетки, часто называемые псевдоподиями или ламеллиподами, имеют решающее значение для движения клеток, поскольку они определяют скорость, направление и траекторию движения клетки. Важным аспектом подвижности клеток является способность клеток реагировать на направленные сигналы ориентированным движением. Градиенты диффузных химических веществ вызывают хемотаксис [3], [4]. Другими указателями направления, которые могут вызвать ориентированное движение, являются градиенты температуры или электрические поля [5], [6]. Эти сигналы каким-то образом модулируют направление псевдопод, так что в среднем клетки движутся в направлении позиционных сигналов.
Недавно миграция клеток была исследована с использованием подхода, «центрированного на псевдоподогах», при котором собираются большие наборы данных о пространственно-временных свойствах псевдопод, которые расширяются клетками в отсутствие или при наличии сигналов направления [7] — [13] . В отсутствие внешних сигналов клетки с большей вероятностью распространят новый псевдопод в направлении существующих псевдопод, и их направления чередуются влево и вправо. Благодаря этим характеристикам клетки очень настойчиво перемещаются, чтобы за короткий период преодолеть большие расстояния [11], [14].Неглубокий градиент хемоаттрактанта вызывает небольшое позиционное смещение, так что клетки с большей вероятностью начнут новую псевдоподу со стороны клетки, обращенной к самой высокой концентрации хемоаттрактанта [8], [9]. Кроме того, клетки с множественными псевдоподогами часто оттягивают псевдоножки, которые расположены в худшем направлении по сравнению с градиентом цАМФ [7]. Поскольку псевдоподы обычно вытянуты перпендикулярно поверхности клетки, это позиционное смещение там, где начинаются псевдоподы, будет направлять клетку к аттрактанту [15].Миграцию клеток и хемотаксис обычно изучают в двух измерениях, когда клетки ползают по различным твердым субстратам. Однако in vivo клетки перемещаются в сложной трехмерной среде [16], [17]. Такие клетки могут сталкиваться с препятствиями, такими как другие клетки, частицы почвы, полости или жидкости. Движение в сложной среде может потребовать способности создавать значительную силу, чтобы противостоять препятствиям, а также способности плавать [18], [19].
Было высказано предположение, что псевдоподы являются самоорганизующимися структурами, что означает, что их организация в значительной степени внутренне контролируется; хотя внешние сигналы могут запускать формирование и местонахождение псевдоножки, в остальном псевдоножка следует типичному жизненному циклу [20].В наших исследованиях движения в клетках Dictyostelium мы наблюдали, что клетки дикого типа и многие мутантные клетки удлиняют новую псевдоножку каждые 15 секунд. Примерно через 12 секунд ложноножка внезапно перестает расти. В клетках дикого типа на твердой подложке около 75% псевдоподий контактируют с субстратом с последующим расширением псевдоподий наружу, тем самым внося вклад в поступательное движение клетки [9], [14]. Вскоре после того, как псевдоподии перестают расширяться, они остаются узнаваемыми как выпуклые расширения сбоку от клетки.Мы провели некоторые исследования таких «боковых ударов», поскольку они, вероятно, являются местами прикрепления клетки к субстрату [21] — [24] и, следовательно, могут способствовать перемещению в среде с препятствиями, обеспечивающими повышенное сопротивление. Удивительно, но клетки в суспензии имеют боковые выступы, которые перемещаются к задней части клетки, потенциально обеспечивая силу сопротивления, которая может способствовать продвижению клеток в суспензии. Ранее предполагалось, что бегущие волны поверхностных деформаций могут объяснить движение цианобактерий [25].Здесь я сообщаю о превращении псевдоподов в бугорки и их потенциальной роли в перемещении амебоидных клеток на твердых опорах и во взвешенном состоянии.
Результаты и обсуждение
Ходьба клеток на твердой опоре
Алгоритм Quimp для анализа псевдоподов описывает границу ячейки как многоугольник из ∼100 узлов [26]. У каждого узла есть адрес, поэтому его скорость и выпуклость можно определить на последующих изображениях. Псевдоножки идентифицируются как расширяющиеся выпуклые области, при этом центральный узел этой выпуклой области назначается вершиной псевдоножки.Мы проследили за вершинным узлом во время и после расширения псевдоножки. Скорость кончика псевдопода относительно подложки во время фазы выдвижения псевдопода очень высока (~ 30 мкм / мин). В конце периода удлинения скорость концевого узла резко снижается почти до нуля (рис. 1А). Интересно, что эти неподвижные концевые узлы все еще присутствуют в выпуклых областях, как это определено компьютерным алгоритмом [27] и визуальным осмотром отдельных ячеек (рис. 1B). Таким образом, оказывается, что псевдоподы часто превращаются в выпуклый бугорок сбоку от клетки.Поскольку ячейка движется вперед, неподвижные неровности обнаруживаются примерно через 1 минуту в задней части ячейки, где они убираются.
Рис. 1. Боковые неровности на прогулочных камерах.
A. Представлена среднеквадратичная скорость относительно субстрата кончика 20 псевдопод. B. Изображения ходячих клеток дикого типа. C. Изображения прикрепленных к хвосту клеток дикого типа. D. Изображения скользящих нулевых клеток размером gbpD и . В трех случаях рамки статичны, а точки размещены в фиксированных положениях; стрелки указывают на движущиеся неровности.Цифры указывают время в секундах.
https://doi.org/10.1371/journal.pone.0027532.g001
Псевдоножки образуются спереди, чередуя вправо и влево [11], [14], и поэтому боковые расширения также чередуются вправо / влево. от переда к хвосту (рис. 1B). Предыдущие эксперименты предполагают, что места, где псевдоножки превращаются в боковые неровности, являются местами адгезии клеток к субстрату [21] — [24]. Следовательно, движение клеток на твердой среде имеет вид ходьбы, потому что клетки имеют неподвижные боковые «ступни»; клетки отводят эти ступни назад, в то время как клетки расширяют ложноножки спереди, которые становятся новыми ступнями.
Бегущие волны выпуклостей в хвостовых клетках
Клетки Dictyostelium иногда кажутся прикрепленными к субстрату исключительно в области хвоста, тогда как другие части клетки свободно перемещаются в суспензии (рис. 1С). Эта интерпретация основана на наблюдениях: 1) хвост касается поверхности в фокальной плоскости хвоста; 2) положение хвоста не меняется (таким образом, хвост не двигается); 3) остальная часть клетки может двигаться; иногда ячейка относительно неподвижна, как на рисунке 1C (и поэтому данные о псевдоподах и выпуклостях могут быть легко собраны в течение нескольких минут), а иногда ячейки активно перемещаются вправо и влево («размахивая»).В клетках дикого типа примерно 5–10% клеток демонстрируют такое поведение. У некоторых мутантов, таких как клетки talinB-null, очень распространено движение с прикреплением хвоста (83% клеток). Клетки, прикрепленные к хвосту, распространяют псевдоножки почти с той же частотой, что и клетки, прикрепленные к поверхности (Таблица S1). Однако псевдоножки растут короче и меньше. Как и в клетках, прикрепленных к телу клетки, выпуклые кончики ложноножек часто превращаются в боковые неровности. Интересно, что эти боковые неровности перемещаются к задней части ячейки (рис.1С) со скоростью примерно -13 мкм / мин; знак минус указывает на то, что боковые неровности движутся в направлении, противоположном выступающим псевдоножкам. Примерно через 1 минуту боковые неровности достигли хвостовой части камеры.
В плавательных камерах используются псевдоножки, которые превращаются в весла
Иногда прикрепленные к хвосту клетки отделяются от субстрата. Хотя такие клетки будут медленно опускаться, за ними можно наблюдать, пока они полностью свободны в суспензии в течение нескольких минут (рис. 2А). Мы проследили за 8 прикрепленными к хвосту клетками после их отделения от субстрата.Такие клетки продолжают формировать псевдоподы и боковые выступы, которые перемещаются в заднюю часть клетки, по существу с теми же свойствами, что и клетки, прикрепленные к хвосту. Плавательные клетки движутся вперед (то есть в направлении вытянутых псевдоподов) с медленной скоростью ~ 3 мкм / мин (Таблица S1). Траектории плавательных клеток обнаруживают постоянное направленное движение (рис. 2С).
Рисунок 2. Плавательные клетки.
Прослежена траектория 8 прикрепленных к хвосту клеток после отрыва от поверхности.A. Трассы 2 плавательных ячеек с интервалом 20 с; * указать начало. Б. Скорость тех же 2-х ячеек. C. Среднеквадратичное смещение 8 плавательных ячеек. Параметры уравнения для постоянного случайного блуждания в трех измерениях были подогнаны к точкам данных; линия представляет оптимальную посадку со скоростью S = 3 мкм / мин и временем выдержки P = 1,3 мин.
https://doi.org/10.1371/journal.pone.0027532.g002
Скольжение мутантных клеток с дефектом адгезии по гладкой поверхности
Было показано, что GTP-связывающий белок Rap1 участвует в клеточной адгезии [28].Клетки, лишенные GbpD, Rap-GEF, демонстрируют сильно сниженную адгезию (рис. 3A). Мы проанализировали формирование псевдоподов в gbpD и -нулевых клетках (Таблица S1). Псевдоноды образуются с частотой и скоростью, аналогичными клеткам дикого типа, но они растут дольше и, следовательно, крупнее. После того, как кончик псевдопода перестает расширяться наружу, псевдоподдержка редко продолжается в виде выпуклого расширения сбоку от тела клетки (Рис. 1D). Вместо этого цитозоль перетекает в псевдоподдержку, и старый кончик псевдоподдержки сливается с телом клетки.Интересно, что эти клетки имеют повышенную скорость движения, 17 мкм / мин, по сравнению с ~ 10 мкм / мин для клеток дикого типа. Повышенная скорость наблюдалась и для других мутантов с пониженной адгезией: talinA -нуль-клеток с дефектами цитоскелета [29] и sadA -нуль-клеток с дефектами в молекулах адгезии [30]. Мутантные клетки с дефектной адгезией движутся почти со скоростью движущихся вперед псевдопод, предполагая, что клетки в отсутствие сильной адгезии скользят по субстрату.
Рисунок 3. Скользящие клетки.
A. Адгезия клеток дикого типа и gbpD и нулевых клеток, выраженная как доля клеток, которые отделяются от пластиковой поверхности после встряхивания в буфере в течение 1 часа [28]. Б. Скорость движения клеток дикого типа и мутантных клеток на твердой подложке и под блоком агара.
https://doi.org/10.1371/journal.pone.0027532.g003
Могут ли клетки с пониженной адгезией двигаться против препятствий? Клетки дикого типа и нулевые клетки gbpD и покрывали блоком агара для обеспечения устойчивости.В то время как движение клеток дикого типа под агаром лишь немного медленнее, чем движение на агаре, скорость нулевых клеток gbpD и сильно снижается с ~ 17 мкм / мин до ~ 5 мкм / мин под агаром.
Как быстро клетки могут скользить, ходить и плавать?
Максимальная скорость ходьбы или скольжения клеток по субстрату зависит от частоты F и размера l p выдвигающихся псевдоподов согласно (1), где a = доля псевдоножек, которые способствуют движению, b = позиционное перекрытие псевдопод и α = средний угол между псевдоподом и движением клетки вперед.Экспериментальные данные (таблица S2) предсказывают, что клетки дикого типа могут ходить с максимальной скоростью 11,4 мкм / мин, что близко к наблюдаемой скорости 10,4 мкм / мин.
Gliding gbpD -null клетки вытягивают псевдоножки почти с той же частотой, что и клетки дикого типа, но с некоторыми небольшими отличиями: псевдоподы больше и редко втягиваются, тем самым обеспечивая большее движение вперед к клеткам. Используя эти измеренные свойства псевдоподов, прогнозируемая скорость скольжения ячеек составляет 17,8 мкм / мин, что близко к наблюдаемой скорости 17.3 мкм / мин.
По-видимому, меньшая скорость клеток дикого типа объясняется более короткими псевдоподиями и более частым втягиванием новых ложноножек. Почему? Движение прикрепленных к субстрату клеток можно рассматривать как перенос материала из-за зоны прикрепления в задней части клетки до зоны прикрепления в передней части клетки. Транспортируемые материалы — это цитоплазма с органеллами и плазматическая мембрана. Цитоплазма может свободно течь вперед под действием гидростатического давления [31], но транспортировка мембраны может быть ограничена адгезией клетки к поверхности.Уменьшение потока через мембрану может приводить к увеличению натяжения мембраны в передней части клетки, что может нарушать рост псевдопод и вызывать ретракцию вновь образованных ложноножек, как это наблюдается в клетках дикого типа.
Как быстро клетки могут плавать в жидкости? Объект, движущийся в жидкости, будет испытывать силу сопротивления, которая, согласно третьему закону Ньютона, вызовет равную противодействующую силу на объект. Для небольших объектов сопротивление возникает при малых числах Рейнольдса [32], и поэтому сила сопротивления F D задается уравнением Стокса:, где ρ — вязкость жидкости, R — радиус площадь фронтального сечения объекта, а v — скорость объекта.Плавающая клетка Dictyostelium может испытывать три силы: сопротивление, вызванное выдвигающейся псевдоподводкой, сопротивление, вызванное движущимися назад неровностями, и сопротивление, вызванное общим движением клетки. Предполагая, что эти три силы сопротивления имеют одинаковую вязкость, уравнение сбалансированной силы дает: (2) где нижние индексы указывают ячейки (c) неровности (b) или псевдоподы (p), указывает среднюю скорость объекта в направлении ячейка и n указывает среднее количество движущихся неровностей или псевдопод.Мы измерили эти свойства для клеток в суспензии (Таблица S2), предсказав среднюю скорость плавания ~ 3,5 мкм / мин, что близко к наблюдаемой скорости 3 мкм / мин для свободно плавающих клеток Dictyostelium .
Выводы
Поляризованные амебоидные клетки могут двигаться тремя способами: ходьбой, скольжением и плаванием (рис. 4). Исследования плавающих клеток сложны, потому что взвешенные клетки будут тонуть. В изоденсных суспензиях фикол клеток можно легко наблюдать [18], но фикол может вызывать осмотический ответ или может обеспечивать некоторую форму структуры для дальнейшего движения, поскольку фикол может не быть ньютоновским раствором [33].Мы исследовали клетки, которые отделялись от поверхности, по которой они перемещаются в суспензии, и получили скорость плавания ~ 3 мкм / мин, что примерно в 4 раза медленнее, чем скорость ползания ~ 12 мкм / мин. В фиколе клетки плавают и ползут примерно с одинаковой скоростью 4,2 и 3,8 мкм / мин соответственно [18]. Текущие наблюдения показывают, что все три режима движения, ходьба, скольжение и плавание, основаны на псевдоподах, которые расширяют выпуклые области границы клетки. В конце периода удлинения выпуклые псевдоподы часто превращаются в выпуклые бугорки сбоку от клетки, которые перемещаются примерно за 1 минуту к задней части клеток в суспензии.∼3 движущихся назад выступов обеспечивают достаточную силу сопротивления, чтобы объяснить наблюдаемое движение плавательной клетки вперед. Псевдоножки клеток, прикрепленные к субстрату, также превращаются в боковые неровности, которые оказываются в задней части клетки примерно через 1 минуту. Однако эти выступы не перемещаются, а прикрепляются к субстрату, предположительно потому, что они образуют стороны прикрепления клетки к субстрату [21] — [24]. Удивительно, но мутантные клетки с дефектом адгезии движутся с гораздо большей скоростью, чем клетки дикого типа по гладкой поверхности, но демонстрируют гораздо более низкую скорость, чем клетки дикого типа, когда подвергаются сильному сопротивлению, например движению под блоком агара. Клетки Dictyostelium живут в гетерогенной среде, состоящей из частиц почвы и окружающей жидкости. Клетки, вероятно, большую часть времени перемещаются по двумерным поверхностям частиц почвы, но могут также испытывать трещины и препятствия. Клетки обладают способностью ходить по этим сложным поверхностям с более сильной адгезией и плавать в воде, используя, по существу, один и тот же цикл формирования псевдоножек с переходом в боковые расширения. Это может позволить клеткам оптимально перемещаться в физически сложной среде обитания.
Рисунок 4. Модель скольжения, ходьбы и плавания.
Все клетки распространяют псевдоножки с частотой ~ 4 в минуту. В скользящих клетках псевдоподы большие, и все они способствуют продвижению вперед; боковые неровности встречаются редко. В ходячих клетках псевдоножки меньше по размеру, и только ~ 75% псевдоподов вносят вклад в поступательное движение; эти псевдоножки превращаются в боковые неровности, которые неподвижны по отношению к субстрату. В плавающих клетках псевдоножки маленькие и превращаются в бугорки, которые перемещаются в заднюю часть клетки.В камерах для ходьбы и плавания в среднем есть ~ 3 неровности (см. Таблицу S1)
https://doi.org/10.1371/journal.pone.0027532.g004
Методы
Используемые штаммы представляют собой нулевые клетки AX3 дикого типа и gbpD , в которых отсутствует ген, кодирующий Rap-GEF [28]. Клетки выращивали в среде HG5 (содержит на литр: 14,3 г оксоидного пептона, 7,15 г экстракта бакто-дрожжей, 1,36 г Na 2 HPO 4 ⋅12H 2 O, 0,49 г KH 2 PO 4 , 10.0 г глюкозы), собирали в PB (10 мМ Kh3PO4 / Na2HPO4, pH 6,5) и оставляли для развития в 1 мл PB в течение 5 часов в лунке 6-луночного планшета (Nunc). Фильмы голодных клеток в PB на объективе регистрировали с помощью инвертированного светового микроскопа (Olympus Type CK40 с 20-кратным объективом), а изображения получали со скоростью 1 кадр / секунду с помощью камеры JVC CCD. Для перемещения под агаром клетки покрывали блоком 1,5% агара в PB приблизительно кубической формы (длина 3 мм). Избыточный буфер был удален, и фильмы были записаны, как описано выше.
Изображения были проанализированы с помощью полностью автоматического алгоритма Quimp3 [26]. Короче говоря, программа использует активный анализ контура, чтобы определить контур клетки как ~ 150 узлов [34]. Локальная кривизна контура ячейки определяется как угол сегментов линии, указывающих от данного узла к двум его соседям, и программа идентифицирует центральный узел выпуклых областей. С выпуклостью и изменением площади узлов были идентифицированы расширяющиеся псевдоподии, которые удовлетворяют требованиям минимального количества соседних выпуклых узлов и минимального изменения площади.Координаты x, y центрального выпуклого узла выпуклой области записывались от начала до конца роста псевдопод, как описано [26]; положение этого узла отслеживалось до тех пор, пока узел не исчез из-за ретракции.
Данные представлены в виде средних значений и стандартного отклонения (SD), где n представляет количество псевдоподий или количество проанализированных клеток, как указано. Количество выпуклостей в плавательных и прикрепленных к хвосту клетках основывается на наблюдаемых числовых выпуклостях на боковой и верхней сторонах клетки и умножается на 4/3 для учета невидимых выпуклостей в нижней части клетки.
Вклад авторов
Эксперимент задумал и спроектировал: PVH. Проведены эксперименты: ПВХ. Проанализированы данные: ПВХ. Внесенные реагенты / материалы / инструменты анализа: ПВХ. Написал статью: ПВХ.
Список литературы
- 1. Фридл П., Вольф К. (2009) Пластичность миграции клеток: многомасштабная модель настройки. J Cell Biol 188: 11–19.
- 2. Ламмерманн Т., Сикст М. (2009) Механические режимы миграции «амебоидных» клеток. Curr Opin Cell Biol 21: 636–644.
- 3. Weiner OD (2002) Регулирование полярности клеток во время хемотаксиса эукариот: хемотаксический компас. Curr Opin Cell Biol 14: 196–202.
- 4. Hoeller O, Kay R (2007) Хемотаксис в отсутствие градиентов PIP3. Текущая биология 17: 813–817.
- 5. Бахат А., Айзенбах М. (2006) Термотаксис спермы. Эндокринол клеток Mol 252: 115–119.
- 6. Чжао М. (2009) Электрические поля при заживлении ран — преобладающий сигнал, который направляет миграцию клеток.Semin Cell Dev Biol 20: 674–682.
- 7. Andrew N, Insall RH (2007) Хемотаксис в мелких градиентах опосредуется независимо от 3-киназы PtdIns путем смещения выбора между случайными выступами. Nat Cell Biol 9: 193–200.
- 8. Arrieumerlou C, Meyer T (2005) Модель локальной связи и параметр компаса для хемотаксиса эукариот. Dev Cell 8: 215–227.
- 9. Bosgraaf L, Van Haastert PJM (2009) Навигация по хемотаксическим клеткам путем параллельной передачи сигналов персистенции и ориентации псевдоподов.PLoS One 4: e6842.
- 10. Maeda YT, Inose J, Matsuo MY, Iwaya S, Sano M (2008) Упорядоченные паттерны формы клеток и ориентационной корреляции во время спонтанной миграции клеток. PLoS ONE 3: e3734.
- 11. Ли Л., Норреликке С.Ф., Кокс ЕС (2008) Постоянное движение клеток в отсутствие внешних сигналов: стратегия поиска эукариотических клеток. PLoS ONE 3: e2093.
- 12. Takagi H, Sato MJ, Yanagida T, Ueda M (2008) Функциональный анализ спонтанного движения клеток в различных физиологических условиях.PLoS ONE 3: e2648.
- 13. Insall RH (2010) Понимание хемотаксиса эукариот: взгляд, ориентированный на псевдоножки. Nat Rev Mol Cell Biol 11: 453–458.
- 14. Bosgraaf L, van Haastert PJM (2009) Упорядоченное расширение псевдоподий амебоидной клеткой в отсутствие внешних сигналов. PLoS ONE 4: e5253.
- 15. Van Haastert PJ, Bosgraaf L (2009) Локальная кривизна клеток направляет псевдоподии к хемоаттрактантам. Hfsp J 3: 282–286.
- 16.Франк С., Маскаринек С.А., Тиррелл Д.А., Равичандран Г. Трехмерная микроскопия силы тяги: новый инструмент для количественной оценки взаимодействий между клетками и матрицей. PLoS One 6: e1 7833.
- 17. Провенцано П.П., Элисейри К.В., Кили П.Дж. (2009) Новый свет на трехмерную подвижность клеток и метастатический процесс. Тенденции Cell Biol 19: 638–648.
- 18. Барри Н.П., Бретчер М.С. (2010) Dictyostelium amoebae и нейтрофилы могут плавать. Proc Natl Acad Sci U S A 107: 11376–11380.
- 19. Bae AJ, Bodenschatz E (2010) О плавании Dictyostelium amoebae. Proc Natl Acad Sci U S A 107: E165–166.
- 20. Karsenti E (2008) Самоорганизация в клеточной биологии: краткая история. Nat Rev Mol Cell Biol 9: 255–262.
- 21. Вебер I (2006) Есть пилот в псевдоподе? Eur J Cell Biol 85: 915–924.
- 22. Uchida KS, Yumura S (2004) Динамика новых ножек клеток Dictyostelium во время миграции.J Cell Sci 117: 1443–1455.
- 23. Fukui Y, Inoue S (1997) Амебовидное движение, закрепленное eupodia, новыми шишковатыми ножками, богатыми актином, в Dictyostelium. Цитоскелет клеточного мотила 36: 339–354.
- 24. Iwadate Y, Yumura S (2008) Основанные на актине движущие силы и сократительные силы на основе миозина-II в мигрирующих клетках Dictyostelium. J Cell Sci 121: 1314–1324.
- 25. Stone H, Samuel A (1996) Распространение микроорганизмов за счет поверхностных искажений.Phys Rev Lett 77: 4102–4104.
- 26. Bosgraaf L, Van Haastert PJM (2009) Quimp3, автоматический алгоритм отслеживания псевдопод. Cell Adh Migr 4: 1.
- 27. Bosgraaf L, van Haastert PJ, Bretschneider T (2009) Анализ движения клеток путем одновременной количественной оценки локального смещения мембраны и интенсивности флуоресценции с использованием Quimp2. Цитоскелет клеточного мотила 66: 156–165.
- 28. Kortholt A, Rehmann H, Kae H, Bosgraaf L, Keizer-Gunnink I, et al.(2006) Характеристика активируемого GbpD пути Rap1, регулирующего адгезию и полярность клеток у Dictyostelium discoideum. J Biol Chem 281: 23367–23376.
- 29. Niewohner J, Weber I, Maniak M, Muller-Taubenberger A, Gerisch G (1997) Талин-нулевые клетки Dictyostelium сильно дефектны с точки зрения адгезии к поверхности частиц и субстрата и немного нарушены цитокинезом. J Cell Biol 138: 349–361.
- 30. Фей П., Стивенс С., Титус М.А., Чисхолм Р.Л. (2002) SadA, новый рецептор адгезии в Dictyostelium.J Cell Biol 159: 1109–1119.
- 31. Керен К., Ям П. Т., Кинкхабвала А., Могилнер А., Териот Дж. А. (2009) Внутриклеточный поток жидкости в быстро движущихся клетках. Nat Cell Biol 11: 1219–1224.
- 32. Dusenbery D (2009) Жизнь в микромасштабе: неожиданная физика бытия Small Издательство Гарвардского университета, Кембридж, Массачусетс ISBN 978-0-674-03116-6.
- 33. Winet H (1976) Цилиарное движение объектов в трубках: сопротивление стенок при плавании Tetrahymena (Ciliata) в присутствии муцина и других длинноцепочечных полимеров.J Exp Biol 64: 283–302.
- 34. Bosgraaf L, Van Haastert PJM, Bretschneider T (2009) Анализ движения клеток путем одновременной количественной оценки локального смещения мембраны и интенсивности флуоресценции с использованием Quimp2. Cell Motil Cytoskel 66: 156–165.
Амебоиды — это клетки, которые перемещаются или питаются с помощью временных выступов, называемых псевдоножками (ложными ножками). Они появились в разных группах.Некоторые клетки многоклеточных животных могут быть амебоидными, например лейкоциты человека, которые потребляют патогены. Многие протисты существуют как отдельные амебоидные клетки или принимают такую форму в какой-то момент своего жизненного цикла. Самый известный такой организм — Amoeba proteus ; Название амеба по-разному используется для описания своих близких родственников, других организмов, похожих на нее, или амебоидов в целом. Рекомендуемые дополнительные знанияАмебоиды можно разделить на несколько морфологических категорий в зависимости от формы и строения ложноножек.Те, у которых псевдоножки поддерживаются регулярным набором микротрубочек, называются актиноподами, а формы, в которых их нет, называются ризонодами, которые далее делятся на лобозные, филозные и ретикулозные амебы. Существует также странная группа гигантских морских амебоидов, ксенофиофоров, которые не попадают ни в одну из этих категорий.
Традиционно амебоидные простейшие объединяются в группы Sarcodina, ранжируясь по-разному от класса к типу, причем каждая из вышеперечисленных категорий является формальным субтаксоном.Однако, поскольку все они основаны на форме, а не на филогенезе, новые системы обычно отделяют некоторые от них или полностью отказываются от них. Большинство амебоидов в настоящее время включены в две основные супергруппы — Amoebozoa, включая большинство лобозных амеб и слизистых форм, и Rhizaria, включая Cercozoa, Foraminifera, классы радиолярий и некоторые гелиозоа. Однако амебоиды появились отдельно во многих других группах, включая различные линии водорослей, не перечисленные выше. Подтип SarcodinaАмебоиды классифицируются в подтипе, называемом саркодина.По сути, амебоиды перемещаются, перемещая свою цитоплазму, напоминая конечности, чтобы перемещаться и поглощать частицы пищи своей цитоплазмой. Некоторые амебы могут образовывать стеклянный покров вокруг своего нормального тела амебы. Когда эти простейшие умирают, их стекло остается нетронутым, а цитоплазма постепенно отмирает. Эти частицы стекла затем накапливаются и используются для изготовления многих продуктов, таких как светимость дорожной краски или зернистость зубной пасты. Амебоиды в основном состоят из сократительных вакуолей, ядра и цитоплазмы как их основной структуры.Поскольку цитоплазма окружает добычу, она вводит ферменты в организм, таким образом переваривая добычу. |
Тип псевдоподия, присутствующий у Amoeba proteus, — это Lobopodia класса 10 по биологии CBSE
Подсказка: Амеба должна быть одним из самых известных простейших среди нас. У них есть структуры, похожие на руки, называемые ложноножками, которые облегчают их движение и глотание. Псевдоножки могут вытягиваться во всех направлениях. Полный ответ:
Псевдоподии, также известные как псевдоподии, представляют собой временные или полупостоянные структуры, заполненные цитоплазмой и состоящие из актиновых нитей, а иногда и из микрофиламентов.Наряду с моторикой и приемом пищи, они также важны для определения местоположения и ощущения пищи. Его можно классифицировать на основе нескольких критериев, таких как морфология и количество проекций.
Теперь давайте разберемся с типами псевдопод в опциях.
> Лобоподии — это наиболее часто встречающиеся ложноножки среди паразитических амеб. Это длинные и тупые пальцевидные структуры, состоящие только из эктоплазмы или как эктоплазмы, так и эндоплазмы. Он формируется медленно с постепенным перетеканием в них эктоплазмы.Однако Entamoeba histolytica является исключением.
> Аксоподии — это полупостоянное строение, которое является характерной чертой актинопод. Они состоят из множества микротрубочек и тонкой иглы, похожей на лучистые псевдоподы, окруженные цитоплазмой.
