Opis, struktura i veličina cilijata-cipela

Infuzorija-cipela je poznata još od školskih časova biologije. Ovo je jedan od tipova cilijarnih jednoćelijskih organizama koji ne pripada carstvu životinja, biljaka ili gljiva, ali je uvršten u srednju grupu protista. Stvorenje živi u slatkoj vodi, a zanimljivo ime dobilo je zbog svog trajnog oblika tijela, sličnog otisku potplata cipele.

Naučna klasifikacija

Vrsta cilijata pripada superkraljevstvu eukariota, odnosno organizama sa jezgrom. Odgovaraju tipu cilijara, klasi Oligohymenophorea i rodu Paramecia. Karakteristika predstavnika ovog ranga je sklonost kiselim uvjetima okoline.

Istraživači su svojevremeno uložili mnogo truda da dešifruju genom nekih vrsta srodnih paramecijumu. Ispostavilo se da sadrži 40.000 gena koji kodiraju proteine, dok ih kod ljudi ima samo oko 28.000. Povećanje broja gena rezultat je nekoliko duplikacija originalnog genoma. Metoda kodiranja sekvence aminokiselinskih ostataka u cilijatima jedinstvena je po prisustvu jednog, a ne trostrukog, kao u univerzalnom genetskom kodu, kodona koji dovršava sintezu polipeptidnog lanca.

opći opis

Optimalno stanište za tijelo je svježa stajaća voda, koji sadrži raspadajuća organska jedinjenja. Konkretno, kućni akvarijum ispunjava ove uslove, u uzorku muljevite vode od kojih se često nalaze protozoe.

Infuzoriju je moguće pregledati samo pod mikroskopom, jer njena veličina ne prelazi 0,1-0,3 mm. Gotovo 7% ćelije sastoji se od suhe tvari, čiji hemijski sastav predstavljaju sljedeće komponente:

• proteini (58%);
• lipidi (31,4%);
• pepeo (3,6%).

Tijelo cilijatne cipele prekriveno je gustim slojem citoplazme, ispod čije se vanjske membrane nalaze takvi elementi citoskeleta kao alveole i mikrotubule. Tijelo se sastoji od sljedećih elemenata:

• jezgro (makronukleus);
• nukleolus (mikronukleus);
• uzdužne i površne cilije;
• otvaranje usta;
• formirane i nastajuće probavne vakuole (fagozomi);
• otvor kroz koji se prazni digestivna vakuola (citopig ili prah);
• dvije kontraktilne vakuole.

Svaki organoid ima važne funkcije.

Nukleus i nukleolus

Cilijat ima dva jezgra, od kojih svako ima svoju strukturu i funkciju. Mala ima zaobljen oblik, sadrži nasljedni materijal. Iz svog genoma, glasničke RNA se slabo čitaju, stoga se nasljedne informacije ne pretvaraju u protein ili drugi funkcionalni proizvod, a nema ni ekspresije gena. U slučaju uništenja nukleola, život cipele se nastavlja, ali će se razmnožavati samo aseksualno, seksualni proces će biti nemoguć.

Dozrijevanje velikog zrna u obliku graha dovodi do složenih preuređivanja u nasljednom materijalu. Sve mRNA se čitaju iz njegovih gena, tako da sinteza proteina ovisi o njemu. Uništava jezgro reproduktivnog procesa, ali se na njegovom kraju makronukleus ponovo obnavlja.

Cilije i trihociste

Cilia u maloj ćeliji broji od 10 do 15 hiljada. Oni rastu iz bazalnih tijela, koja formiraju složen sistem citoskeleta koji uključuje postkinetodezmalne fibrile i filamente. U bazi organela formiraju se parazomalne vrećice koje su rezultat invaginacije vanjske membrane.

Između gusto lociranih trepavica, još uvijek ima mjesta za 5-8 hiljada odbrambenih organela, zvanih trichocysts. One su jedna od varijanti sekretornih vezikula koje izbacuju cilijati tokom egzocitoze. Izgledaju kao tijela sa vrhom, poprečno prugasta svakih 7 nm, smještena u membranskim vrećicama. Zaštitna funkcija se očituje u trenutnom produžavanju i paljenju u slučaju opasnosti. Međutim, neki predstavnici cilijata su lišeni takvih organela i istovremeno su prilično održivi.

Infuzorija-cipela se kreće uz pomoć cilija. Praveći talasaste pokrete, ona pluta tupim krajem naprijed. Organele primaju ravan udarac kada su u erekciji. Povratno se vrši u zakrivljenom. Ovaj proces se ne može nazvati sinhronim, pošto tempo postavlja prva cilija u nizu, a svaka naredna ponavlja radnju sa malim zakašnjenjem. To dovodi do rotacije cipele oko svoje ose tokom kretanja. U sekundi prelazi 2-2,5 mm udaljenosti.

Savijanjem tijela, cilijat može promijeniti smjer. U slučaju neočekivanog sudara s preprekom, oštro će se povući, jer će se razlika potencijala u njegovoj membrani naglo smanjiti, a ioni kalcija će prodrijeti unutra. Tada će se cipela neko vrijeme kretati naprijed i nazad, tokom kojeg će se kalcij oslobađati iz kaveza, i uskoro će nastaviti svojom prvobitnom putanjom.

Organi koji obezbeđuju ishranu

Ušće cipele izgleda kao udubljenje na tijelu, koje prelazi u ćelijski ždrijelo. Složene strukture formirane od cilija nalaze se oko otvora za usta. Ciliata-cipela se uglavnom hrani algama, bakterijama i drugim malim jednoćelijskim organizmima, koje pronalazi po hemikalijama koje ispuštaju. Strukture nalik dlakama oko usta guraju plijen niz grlo zajedno sa mlazom vode.

Nadalje, hrana ulazi u probavnu vakuolu nastalu tokom fagocitoze, te se pod djelovanjem citoplazmatskog toka pomiče do zadnjeg kraja ćelije, vraća se na prednji i ponovo vraća nazad. Vakuola se spaja sa lizosomima, što je praćeno pojavom kiselog okruženja, koje se postupno pomera ka blago alkalnom.

Fagosom migrira i povećava brzinu apsorpcije odvajanjem malih membranskih vezikula. Sve što se ne može probaviti izbacuje se kroz prah, bez razvijene citoplazme. Probavljeni proizvodi se raspršuju po međućelijskom prostoru i koriste se za realizaciju vitalnih funkcija.

Nakon što ispuni svoju funkciju, vakuola se spaja sa vanjskom membranom i kolabira, oslobađajući male mjehuriće. Nakon toga ulaze u ćelijski ždrijelo kroz mikrocijevčice koje formiraju citoskelet, gdje formiraju novi fagozom.

Zanimljivo je da obilje hrane utječe na to koliko dugo cipela živi. Očekivani životni vek je samo nekoliko dana sa viškom ishrane i nekoliko meseci (ponekad i do godinu dana) sa lošom ishranom.

Kontraktilne vakuole

Kontraktilne vakuole se nalaze na prednjoj i zadnjoj strani ćelija. Svaki od njih se sastoji od rezervoara, koji se povremeno otvara prema van, i izlaznih radijalnih kanala, okruženih mnogim tankim cevima koje pumpaju tečnost iz citoplazme. Čitav krhki sistem drži citoskelet.

Glavna funkcija ovih unutrašnjih organela je osmoregulacija. Difuzija molekula vode u ćeliju dovodi do viška tečnosti, koji se izlučuje vakuolama. Vodeći kanali pumpaju vodu u rezervoar, koji se zatim skuplja i odvaja od cijevi, izbacujući vodu iz kaveza kroz pore. Dvije vakuole rade naizmjenično, svaka se skuplja 10-25 sekundi u zavisnosti od temperature okoline. Sat kasnije, izbačena zapremina tečnosti jednaka je zapremini same ćelije.

https: // youtube.com / watch?v = de7b4d8zfgU

Proces uzgoja

Infuzorija-papuča se razmnožava aseksualno, što se sastoji od diobe paprike i praćeno je složenim procesima regeneracije. Pošto se dvije dobiju od jedne jedinke, svaka nova cipela dobiva jednu kontraktilnu vakuolu, a oni su prisiljeni sami dopuniti nedostajuću. Samo jedna trepavica dobija ćelijska usta, a druga u ovom trenutku mora formirati otvor za usta sa potrebnim strukturama oko sebe. Bazalna tijela i nove cilije, svaki predstavnik formira samostalno.

Cilijate također karakterizira seksualni proces koji se naziva konjugacija, a sastoji se u prijenosu jezgara između ćelija partnera. Proces uključuje cipele nastale podjelom različitih matičnih stanica. Zalijepljeni su usnim šupljinama, zbog čega se formira citoplazmatski most.

U ovom trenutku, velika jezgra se uništavaju u svakom pojedincu, a mala se dijele, dok se broj hromozoma prepolovi. Rezultat su 4 jezgre, od kojih su 3 uništena. Ostatak je podijeljen na dva genetski identična jezgra, a svaki partner ima muško i žensko pronukleus. Ženska jezgra ostaju svaka u svojoj ćeliji, a muške trepavice se razmjenjuju. Tokom razmjene dolazi do fuzije ženskog i muškog pronukleusa i formira se novo jezgro koje se dijeli na još dva. Oni postaju nova velika i mala jezgra.

Mogućnosti studiranja

Priča o ciliastoj cipeli može se čuti čak i u školi, ali ne znaju svi tačno kako su istraživači proučavali sićušni organizam. Zapravo, nema ništa teško promatrati ga, osim toga, veličina desetinki milimetra prilično je velika za najjednostavnije. Sve to znači da se istraživanje može provesti čak i kod kuće, ali prvo za to morate uzgajati kulturu cilijata.

Pošto su cipele prisutne u svim vodenim tijelima, voda se uzima iz ovih izvora. Za čistoću pokusa potrebno je uzeti tri staklene posude i u jednu staviti trule grančice i listove, u drugu žive biljke, a u treću mulj s dna. Svi materijali se uzimaju iz rezervoara, odatle se takođe izvlači tečnost i sipa u tegle.

Kada je sve spremno, morate pažljivo pregledati sadržaj posude i osigurati da nema stranih organizama vidljivih oku, na primjer, insekata ili ličinki. Ako jesu, morat će se uhvatiti, inače će trepavice pojesti. Pripremljeno stanište se stavlja na prozor, pokriva staklom i ostavlja na sobnoj temperaturi nekoliko dana. U tom slučaju morate osigurati da direktna sunčeva svjetlost ne padne na posudu.
Nakon dva dana, protresite teglu i proverite da li su se u njoj pojavili organizmi. To mogu biti i cipele i druga stvorenja, ali to je lako provjeriti. Potrebno je uzeti kap vode sa osvijetljene stijenke posude bliže površini, na tom mjestu će se koncentrirati većina organizama od interesa. Zatim kap treba staviti na staklo i pogledati kroz mikroskop ili barem lupu.

Ako su istovremeno vidljiva vretenasta tijela koja se brzo i glatko kreću i rotiraju oko svoje ose, to znači da je bilo moguće razdvojiti cipele. Ako se u kapi nalazi komadić zelenila ili bakterijski film, mnogo cilijata će se odmah nakupiti oko hrane.

Lako je odvojiti cipele od drugih životinja. Obično se kreću mnogo brže od drugih organizama i to treba iskoristiti. Da biste to učinili, kap, u kojoj se nalazi nekoliko vrsta stvorenja, stavlja se na staklo i stavlja na dobro osvijetljeno mjesto. Uz njega se ulije mala količina svježe vode i čačkalicom se povuče linija od jedne tekućine do druge tako da se dobije tanak vodeni most koji povezuje dva medija. Trepavice će brzo preći udaljenost i naći se u novoj kapi.

Dešava se da se u vodi ne vidi ništa živo, u tom slučaju možete dodati nekoliko kapi prokuvanog mleka u posudu i sačekati još dva dana. Nakon ovog vremena, možete još jednom pokušati proučavati razvijene organizme.

Nadalje, cipele će se umnožiti, ovaj proces se može ubrzati stvaranjem povoljnih uvjeta za njih. Da biste to učinili, oni se postavljaju u jedno od sljedećih okruženja:

• na osušenoj kori banane;
• na listovima zelene salate;
• u mleko;
• u infuziji sijena.

Organizmi razrijeđeni na ovaj način mogu se koristiti za njihovo promatranje u istraživačke svrhe ili biti od praktične upotrebe. Pošto su cilijate prirodne hraniteljice slatke vode, mogu dezinfikovati tečnost u akvarijumima sa ribama, kao i da služe kao hrana za mlade.

Dakle, cilijati papuča su nevjerovatni organizmi s jedinstvenim karakteristikama (na primjer, seksualni odnos bez reprodukcije), mogu se proučavati čak i kod kuće.