Общите характеристики на организацията на протозоите са следните:

Повечето протозои са едноклетъчни, рядко колониални организми. Тяхното едноклетъчно тяло има функциите на цялостен организъм, които се изпълняват от органели с общо предназначение (ядро, ендоплазмен ретикулум, комплекс на Голджи, лизозоми, митохондрии, рибозоми и др.) И специални (храносмилателни и контрактилни вакуоли, флагели, реснички и др. .). Координирано функционирайки, те осигуряват на една клетка възможността да съществува като самостоятелен организъм.

Представени са или само обвивките на протозоите плазмената мембрана,или също плътна, доста гъвкава и еластична обвивка - пеликулапридавайки им относително постоянство на формата на тялото. В цитоплазмата са ясно разграничени два слоя: повърхностен, по-плътен - ектоплазма,и вътрешни, по-течни и гранулирани - ендоплазма,в които се намират органелите на протозоите. Благодарение на колоидните свойства на цитоплазмата, тези два слоя могат взаимно да преминават един в друг.

Органели на движението на повечето видове - псевдоподи, флагелиили многобройни къси мигли.

Сладководните едноклетъчни организми имат 1 -2 контрактилни вакуоли,чиято основна функция е да поддържане на постоянно осмотично налягане,извършено за

раздразнителност припротозои се проявява във формата таксита.

Повечето протозои имат способността да издържат на неблагоприятни условия в състояние на покой - кисти.В този случай клетката е закръглена, привлича или изхвърля органелите на движение и е покрита с плътна защитна обвивка. Стадият на циста позволява на протозоите не само да оцелеят при неблагоприятни условия в неактивно състояние, но и да се установят. Веднъж в благоприятни условия, протозоите напускат черупката на кистата и започват да се хранят и размножават.

Протозоите се подразделят на класове: ризоподи, флагелати, ресничести, спорови.

Еволюция на едноклетъчния, растителен и животински свят

Еволюция на едноклетъчните организми

До 50-те години на миналия век не беше възможно да се открият следи от докамбрийски живот на ниво едноклетъчни организми, тъй като микроскопичните останки от тези същества не могат да бъдат открити с конвенционалните палеонтологични методи. Важна роля в тяхното откриване изигра откритие, направено в началото на 20 век. К. Уолкът. В докамбрийските отлагания в западната част на Северна Америка той открива слоести варовикови образувания под формата на стълбове, по-късно наречени строматолити. През 1954 г. е установено, че строматолитите на формацията Gunflint (Канада) са образувани от останки от бактерии и синьо-зелени водорасли. Край бреговете на Австралия също са открити живи строматолити, състоящи се от същите организми и много подобни на изкопаемите докамбрийски строматолити. Към днешна дата останките от микроорганизми са открити в десетки строматолити, както и в шисти на морски брегове.

Най-ранните бактерии (прокариоти) вече са съществували преди около 3,5 милиарда години. Към днешна дата са оцелели две семейства бактерии: древни или археобактерии (халофилни, метанови, термофилни) и еубактерии (всички останали). Така единствените живи същества на Земята в продължение на 3 милиарда години са били примитивни микроорганизми. Може би те са били едноклетъчни същества, подобни на съвременните бактерии, като Clostridium, живеещи на базата на ферментация и използващи богати на енергия органични съединения, които възникват абиогенно под въздействието на електрически разряди и ултравиолетови лъчи. Следователно в тази епоха живите същества са били консуматори на органични вещества, а не техни производители.

Огромна стъпка към еволюцията на живота е свързана с появата на основните биохимични метаболитни процеси - фотосинтеза и дишане и с образуването на клетъчна организация, съдържаща ядрен апарат (еукариоти). Тези „изобретения“, направени в ранните етапи на биологичната еволюция, до голяма степен са оцелели в съвременните организми. Методите на молекулярната биология са установили поразително еднообразие на биохимичните основи на живота, с огромна разлика в организмите по други начини. Протеините на почти всички живи същества са изградени от 20 аминокиселини. Нуклеиновите киселини, кодиращи протеини, са сглобени от четири нуклеотида. Биосинтезата на протеините се извършва по единна схема, мястото на техния синтез е рибозомите, включва i-RNA и t-RNA. По-голямата част от организмите използват енергията на окисление, дишане и гликолиза, която се съхранява в АТФ.

Нека разгледаме по-подробно характеристиките на еволюцията на клетъчно ниво на организация на живота. Най-голямата разлика съществува не между растенията, гъбите и животните, а между организмите с ядро ​​(еукариоти) и тези без ядро ​​(прокариоти). Последните са представени от по-ниски организми - бактерии и синьо-зелени водорасли (цианобактерии или циани), всички останали организми са еукариоти, които са сходни помежду си по вътреклетъчна организация, генетика, биохимия и метаболизъм.

Разликата между прокариотите и еукариотите се състои и в това, че първите могат да живеят както в аноксична (облигатни анаероби), така и в среда с различно съдържание на кислород (факултативни анаероби и аероби), докато при еукариотите, с малки изключения, това е задължително кислород. Всички тези различия са от съществено значение за разбирането на ранните етапи на биологичната еволюция.

Сравнението на прокариотите и еукариотите по отношение на търсенето на кислород води до заключението, че прокариотите са възникнали в период, когато съдържанието на кислород в околната среда се е променило. По времето, когато се появяват еукариотите, концентрацията на кислород е висока и относително постоянна.

Първите фотосинтезиращи организми са се появили преди около 3 милиарда години. Това са анаеробни бактерии, предшествениците на съвременните фотосинтезиращи бактерии. Предполага се, че те са образували най-древните известни строматолити. Изчерпването на околната среда с азотни органични съединения доведе до появата на живи същества, способни да използват атмосферния азот. Такива организми, които могат да съществуват в среда, напълно лишена от органичен въглерод и азотни съединения, са фотосинтезиращи азотфиксиращи синьо-зелени водорасли. Тези организми извършват аеробна фотосинтеза. Те са устойчиви на произвеждания от тях кислород и могат да го използват за собствения си метаболизъм. Тъй като синьо-зелените водорасли са възникнали през период, когато концентрацията на кислород в атмосферата е варирала, е напълно възможно те да са междинни организми между анаероби и аероби.

Силно се предполага, че фотосинтезата, при която сероводородът е източникът на водородни атоми за намаляване на въглеродния диоксид (такава фотосинтеза се извършва от съвременните зелени и лилави серни бактерии), предшества по-сложната двуетапна фотосинтеза, при която водородните атоми са извлечени от водни молекули. Вторият тип фотосинтеза е характерен за цианидните и зелените растения.

Фотосинтетичната активност на първичните едноклетъчни организми имаше три последствия, които оказаха решаващо влияние върху цялата по-нататъшна еволюция на живите същества. Първо, фотосинтезата освободи организмите от конкуренцията за естествени запаси от абиогенни органични съединения, чийто брой в околната среда е значително намален. Автотрофното хранене, което се развива чрез фотосинтеза, и съхранението на готови хранителни вещества в растителните тъкани след това създават условия за появата на огромно разнообразие от автотрофни и хетеротрофни организми. Второ, фотосинтезата осигури насищането на атмосферата с достатъчно количество кислород за появата и развитието на организми, чийто енергиен метаболизъм се основава на процесите на дишане. Трето, в резултат на фотосинтезата в горната част на атмосферата се образува озонов екран, който предпазва земния живот от разрушителната ултравиолетова радиация на космоса,

Друга съществена разлика между прокариотите и еукариотите е, че при последните централният механизъм на метаболизма е дишането, докато при повечето прокариоти енергийният метаболизъм се осъществява в процесите на ферментация. Сравнението на метаболизма на прокариотите и еукариотите води до заключението за еволюционната връзка между тях. Вероятно анаеробната ферментация е възникнала на по-ранни етапи от еволюцията. След появата на достатъчно количество свободен кислород в атмосферата, аеробният метаболизъм се оказа много по-изгоден, тъй като окисляването на въглехидратите увеличава добива на биологично полезна енергия 18 пъти в сравнение с ферментацията. Така аеробният начин за извличане на енергия от едноклетъчните организми се присъедини към анаеробния метаболизъм.

Кога са се появили еукариотните клетки? Няма точен отговор на този въпрос, но значително количество данни за изкопаеми еукариоти ни позволява да кажем, че тяхната възраст е около 1,5 милиарда години. Има две хипотези за това как са възникнали еукариотите.

Една от тях (автогенната хипотеза) предполага, че еукариотната клетка е възникнала чрез диференциация на първоначалната прокариотна клетка. Отначало се развива мембранен комплекс: образува се външна клетъчна мембрана с издатини в клетката, от които се образуват отделни структури, които пораждат клетъчни органели. От коя група прокариоти са възникнали еукариотите, е невъзможно да се каже.

Друга хипотеза (симбиотична) беше предложена наскоро от американския учен Маргулис. В обосновката си тя постави нови открития, по-специално откриването на екстрануклеарна ДНК в пластидите и митохондриите и способността на тези органели да се делят независимо. Л. Маргулис предполага, че еукариотната клетка е възникнала в резултат на няколко акта на симбиогенеза. Първо, голяма амебоидна прокариотна клетка, обединена с малки аеробни бактерии, които се превърнаха в митохондрии. След това тази симбиотична прокариотна клетка включва бактерии, подобни на спирохети, от които се образуват кинетозоми, центрозоми и флагели. След изолирането на ядрото в цитоплазмата (признак на еукариотите), клетка с този набор от органели се оказва отправна точка за формирането на царствата на гъбите и животните. Комбинацията от прокариотна клетка с цианиди доведе до образуването на пластидна клетка, която даде началото на образуването на растителното царство. Хипотезата на Маргулис не се споделя от всички и е критикувана. Повечето автори се придържат към автогенната хипотеза, която е в по-голямо съответствие с принципите на Дарвин за монофилия, диференциация и усложняване на организацията в хода на прогресивната еволюция.

В еволюцията на едноклетъчната организация се разграничават междинни етапи, свързани с усложняването на структурата на организма, подобряването на генетичния апарат и методите на възпроизвеждане.

Най-примитивният етап - агамен прокариот - е представен от цианид и бактерии. Морфологията на тези организми е най-проста в сравнение с други едноклетъчни (протозои). Въпреки това, вече на този етап се появява диференциация в цитоплазмата, ядрените елементи, базалните зърна и цитоплазмената мембрана. При бактериите е известен обменът на генетичен материал чрез конюгация. Голямото разнообразие от бактериални видове, способността да съществуват в различни условия на околната среда показват високата адаптивност на тяхната организация.

Следващият етап - агамен еукариот - се характеризира с по-нататъшна диференциация на вътрешната структура с образуването на високоспециализирани органели (мембрани, ядро, цитоплазма, рибозоми, митохондрии и др.). Особено важно тук беше еволюцията на ядрения апарат - образуването на истински хромозоми в сравнение с прокариотите, при които наследственото вещество е дифузно разпределено в клетката. Този етап е типичен за протозоите, чиято прогресивна еволюция следва пътя на увеличаване на броя на идентичните органели (полимеризация), увеличаване на броя на хромозомите в ядрото (полиплоидизация), появата на генеративни и вегетативни ядра - макронуклеус и микронуклеус ( ядрен дуализъм). Сред едноклетъчните еукариотни организми има много видове с агамно размножаване (гола амеба, коренища на тестата, флагелати).

Прогресивно явление във филогенезата на протозоите е появата на сексуално размножаване (гамогония) в тях, което се различава от обикновеното конюгиране. Протозоите имат мейоза с две деления и кръстосване на нивото на хроматидите и се образуват гамети с хаплоиден набор от хромозоми. При някои флагелати гаметите почти не се различават от безполовите индивиди и все още няма разделение на мъжки и женски гамети, т.е. наблюдава се изогамия. Постепенно в хода на прогресивната еволюция се извършва преход от изогамия към анизогамия или разделяне на генеративните клетки на женски и мъжки и към анизогамна копулация. Сливането на гамети произвежда диплоидна зигота. Следователно при протозоите е имало преход от агамния еукариотен стадий към зиготата - началния етап на ксеногамия (възпроизвеждане чрез кръстосано оплождане). Последващото развитие на вече многоклетъчни организми следва пътя на подобряване на методите за ксеногамно размножаване.

План за отговор:

Обща характеристика на едноклетъчните
Характеристики на коренища
Характеристики на ресничките като най-организирани протозои
Стойността на едноклетъчните в природата и човешкия живот

Обща характеристика на подцарство Едноклетъчни животни

Броят на видовете.

Строеж на тялото.

От името на подцарството е лесно да се отгатне, че цялото тяло на тези животни е представено от една единствена клетка. Тази клетка обаче има всички жизненоважни функции: метаболизъм с околната среда, раздразнителност, движение, способност да оставя потомство. В клетъчното тяло, в допълнение към типичните органели, характерни за животинската клетка, има специализирани органели, характерни за протозоите. Нека да ги разгледаме.
Органели на движение - псевдоподия (псевдоподия), камшичета или реснички.
Органели, отговорни за храненето - храносмилателни вакуоли, клетъчна уста, клетъчен фаринкс, анална пора (прах)
Органелите на екскреция (екскреция) и регулиране на осмотичното налягане са контрактилни вакуоли.
Ядрото е отговорно за възпроизводството, някои богати едноклетъчни организми имат няколко от тях.
Органели на защита и атака - трихоцисти (специални жилещи образувания, разположени по ръба на цитоплазмата)

форма на тялотоповечето едноклетъчни организми имат константа, с изключение на някои коренища (например обикновената амеба)

Храна.

Възпроизвеждане.

развитиепротозоите се характеризират със специален жизнен цикъл, който зависи от начина на живот и условията на живот на протозоите. Представлява редуване на половия процес и последващо многократно безполово делене.

Прехвърляне на неблагоприятни условия.

Когато резервоарът изсъхне или температурата на околната среда се промени, едноклетъчните животни могат да образуват киста (енциста). В този случай животното става закръглено, губи органите си за движение, освобождава плътна черупка на повърхността си и преминава в състояние на покой. Когато благоприятните условия се върнат, кистите се отварят и щастливите протозои се връщат към активен начин на живот.

Тип коренище.

амеба вулгарисРаковини амеби (2-3), слънчогледи (4), фораминифери (5)

Клас Камшичета

Повече от 6 хиляди вида. За повечето е характерна постоянна форма на тялото. Плътната периферна част на клетката се образува от обвивка от хитиноподобно вещество или целулоза и може да бъде представена и от уплътняване на периферния слой на цитоплазмата (пеликула). За движение и улавяне на храна има флагели (един или повече).
Диетата е хетеротрофна и миксотрофна. Твърдите вещества навлизат в клетката през устата на клетката, обикновено разположена в основата на флагела. Сладководните имат контрактилна вакуола. Размножаването е предимно безполово. При колониалните форми се наблюдава полов процес.

Клетъчна структура на Euglena green.

Разнообразие от флагели.

Тип ресничести (или цилиарни)

Този тип обединява около 6000 вида от най-организираните протозои. Те се характеризират със следните отличителни черти.

• наличието на множество реснички за придвижване или улавяне на храна
• наличието на две ядра (ядрен дуализъм) Голямото ядро ​​(макронуклеус) контролира живота на клетката, а малкото ядро ​​(микронуклеус) участва в трансфера на генетична информация по време на репродукцията
• повечето имат трихоцисти - къси пръчки, които се забиват под формата на тънка нишка в тялото на плячката (или врага)
• храносмилането се извършва в специализирани структури. В инфузорното поле има специална депресия - преорална фуния, на дъното на която има клетъчно устие. Той води до клетъчния фаринкс, който завършва в цитоплазмата под формата на храносмилателна вакуола. Той се откопчава и се включва в потока на цитоплазмата, като прави определен път вътре в клетката. По това време в него се случва ензимно разграждане на храната. Неразградените частици се освобождават в околната среда чрез праха.
• половият процес е конюгация, където основна роля играе микронуклеусът. Безполово размножаване чрез клетъчно делене на две.

Структурата на ресничестите обувки

Тип Sporozoans

Стойността на едноклетъчните в природата и човешкия живот

1. Те са връзка в хранителната верига на биоценозите,
2. Те са патогени на болести по хората и животните.
3. Колониалните протозои са предците на многоклетъчните животни.
4. Участват в образуването на почвата.
5. Симбиотичните протозои подпомагат храносмилането.

Нови понятия и термини: псевдоподия, контрактилна вакуола, пеликула, стигма, трихоцисти, миксотрофен тип хранене, киста, ядрен дуализъм, прах.

Литература:

1. Билич Г.Л., Крижановски В.А. Биология. Пълен курс. В 3 тома - M .: LLC Издателство "Оникс 21 век", 2002 г.
2. Биология: Наръчник за кандидат-студенти. Том 1. - М .: Издателство "Новая Волна" ООД: Издателство ОНИКС ЗАО, 2000 г.
3. Каменски, А. А. Биология. Справочно ръководство / А. А. Каменски, А. С. Маклакова, Н. Ю. Саричева // Пълен курс на подготовка за изпити, тестове, тестове. - М .: ЗАО "РОСМЕН-ПРЕС", 2005. - 399s.
4. Константинов В.М., Бабенко В.Г., Кучменко В.С. Биология: Животни: Учебник за ученици от 7 клас на общообразователно училище / Изд. В. М. Константинова, И. Н. Понома-рев. – М.: Вентана-Граф, 2001.
5. Константинов, В. М. Биология: животни. Proc. за 7 клетки. общо образование училища /В. М. Константинов, В. Г. Бабенко, В. С. Кучменко. - М.: Вентана-Граф, 2001. - 304 с.
6. Латюшин, В. В. Биология. Животни: учебник. за 7 клетки. общо образование институции / В. В. Лактюшин, В. А. Шапкин. - 5-то изд., стереотип. - М .: Bustard, 2004. - 304 с.
7. Пименов А.В., Гончаров О.В. Ръководство по биология за кандидат-студенти: Електронен учебник. Научен редактор Gorokhovskaya E.A.
8. Пименов А.В., Пименова И.Н. Зоология на безгръбначните. Теория. Задачи. Отговори.: Саратов, АД, издателство "Лицей", 2005 г.
9. Тейлър Д. Биология / Д. Тейлър, Н. Грийн, У. Стаут. - М.: Мир, 2004. - Т.1. - 454s.
10. Чебишев Н.В., Кузнецов С.В., Зайчикова С.Г. Биология: ръководство за кандидати за университети. Т.2. - М .: New Wave Publishing LLC, 1998.
11. www.collegemicrob.narod.ru
12. www.deta-elis.prom.ua

Основните термини и понятия, тествани в изпитната работа: амеба, балантидии, флагелати, реснички, кокцидии, малариен плазмодий, храносмилателна вакуола, полов напредък, прах, саркод, контрактилна вакуола, спорозои, зелена еуглена.

Тялото на най-простите животни се състои от една клетка, която изпълнява всички функции на живота. Представителите на това подцарство имат всички свойства на независим организъм. Свободно живеещите протозои имат допълнителни органели за движение, хранене, отделяне, защита и др. Някои от тези органели са временни (прокрака на амеба), други са постоянни (жгутиче на еуглена, ресничести реснички).

Ролята на протозоите в природата и човешкия живот:

- са незаменими участници в циркулацията на веществата и енергията в екосистемите, като действат като микроконсуматори и разлагачи;

- образуват геоложки находища от варовик, креда;

- са обект на научни изследвания;

Клас Камшичета.Представителите на този клас имат постоянна форма на тялото, поради наличието на уплътнена клетъчна мембрана.

Зелената еуглена има вретеновидно тяло. Размерът на клетката е около 0,05 mm. Euglena се движи с помощта на флагел - цитоплазмен израстък, състоящ се от тънки фибрили. В предния край има светлочувствително око. В цитоплазмата, освен всички органели, характерни за животинските клетки, има хроматофорисъдържащи хлорофил. На светлина Euglena е способна на фотосинтеза. Следователно, тя се нарича междинна, между растенията и животните, еволюционни форми. Еуглената се размножава безполово чрез разделяне на две по надлъжната ос. Половото размножаване се осъществява от полов акт(клетъчно сливане).

Волвокс принадлежи към колониалните форми на флагелатите.

вид инфузория. Клас цилиарни инфузории.Типът има около 6 хиляди вида.

Представители - инфузория-обувка, инфузория-тръбач.

Infusoria-shoe - животно с размери 0,1-0,3 mm.

Клетъчната му мембрана е покрита с реснички, които служат за движение. В клетката има две ядра вегетативен , полиплоидени генеративен , диплоиден. Устната вдлъбнатина на тялото образува устна фуния, преминаваща в клетъчната уста, водеща до гърлото. Образувани в гърлото храносмилателни вакуоликоито смилат храната. Несмляните остатъци от храна се отстраняват през отвора - прах .

Ресничестата обувка има две контрактилни вакуоли, разположени в противоположните краища на тялото. Чрез тях се отделя излишната вода и метаболитни продукти.

Размножаване на ресничкивъзниква както асексуално, така и сексуално. По време на безполово размножаване се извършва надлъжно клетъчно делене. По време на половия процес между две реснички се образува цитоплазмен мост. Полиплоидните (големи) ядра се унищожават, а диплоидните (малки) ядра се разделят чрез мейоза с образуването на четири хаплоидни ядра, три от които умират, а четвъртото се разделя наполовина, но чрез митоза. Образуват се две ядра. Единият е неподвижен, а другият е мигриращ. След това между ресничките има обмен на мигриращи ядра. След това стационарните и мигриращите ядра се сливат, индивидите се разпръскват и в тях отново се образуват големи и малки ядра.

За първи път едноклетъчните организми са открити за човешкото око през 1670 г. благодарение на холандския натуралист, надарен с голяма страст за разбиране на света, Антъни ван Льовенхук. Именно той за пръв път разгледа тези "малки животни" с помощта на невероятните си лещи. Тяхното научно изследване започва по-късно - и не спира досега. Едноклетъчните организми живеят навсякъде, включително в условия, при които други организми не могат да оцелеят.

Какви са отличителните черти, присъщи на едноклетъчните?

1. Морфологично са едноклетъчни единична клетка. Но по отношение на функциите си той е самодостатъчен организъм, който умее да се движи в пространството, да се размножава, да се храни. Размерите на едноклетъчните организми варират от няколко микрона до няколко сантиметра. Преди няколко години в Марианската падина бяха открити многоядрени ксенофиофори с диаметър най-малко 10 сантиметра.

2. Течна среда- основното условие за съществуването на едноклетъчните. Освен това това не е само море или блато, но и течности в тялото на човек или други същества.

3. Едноклетъчните организми овладяват пространството и привличат храната по-близо с помощта на prolegs(временни, постоянно променящи се израстъци на ектоплазма, като амеба), камшичета(тънки, дълги органели, нишки от цитоплазма, разположени в предната част на тялото, като при зелената еуглена) и реснички(множество израстъци на цитоплазмата по цялото тяло, като при ресничките). Камшичетата се завъртат в течността като тирбушон, а ресничките „пукат“, създавайки вълнообразно движение.

4. Повечето едноклетъчни - хетеротрофи, тоест хранят се с готови органични вещества. зелена еуглена - миксотроф, но колониалният волвокс - автотроф.

5. раздразнителност(способността на клетката да променя физико-химичните свойства под въздействието на условията на околната среда), едно от основните свойства на живия организъм, се проявява в протозоите таксита: реакции на всяко дразнене. Едноклетъчните организми се движат или по посока на стимула (например фрагмент от храна), или далеч от него.

6. рефлексиедноклетъчните нямат поради липсата на нервна система.

8. При асексуално размножаване на протозои, за разлика от многоклетъчните, няма унищожаване ядрена обвивкапо време на клетъчното делене.

9. Разбира се, най-простите имат митохондриите.

Значение на едноклетъчните животни

1. Протозоите се ядат от по-големи безгръбначни.

2. Външните и вътрешните скелети на завещаните амеби, фораминифери, радиоларии и други подобни същества са образували морски седиментни скали в продължение на стотици хиляди години, които хората използват в строителството (например раковина).