6. Тип Инфузории

Определения и обозначения

Инфузории — одноклеточные организмы, передвигающиеся с помощью ресничек. Их относят к отдельному типу по совокупности признаков: ресничкам, характерному устройству клетки и наличию двух типов ядер у инфузории-туфельки. Это помогает отличать их от других простейших и сравнивать строение одноклеточных организмов.

Пелликула — плотная оболочка клетки, которая сохраняет её форму и остаётся гибкой. Она поддерживает тело инфузории, но не превращает его в жёсткую неподвижную оболочку. Благодаря этому клетка сохраняет узнаваемую форму и может двигаться.

Макронуклеус и микронуклеус — два ядра инфузории-туфельки, различающиеся строением и функциями. Макронуклеус связан с повседневной работой клетки, а микронуклеус — с наследственной информацией. Такое разделение позволяет понять, почему одно ядро не заменяет другое.

Конъюгация — временное соединение двух инфузорий, при котором происходит обмен наследственным материалом. В отличие от деления, этот процесс сам по себе не увеличивает число особей. Он важен для обновления и передачи наследственной информации.

Как это устроено

Реснички покрывают поверхность инфузории и совершают согласованные волнообразные движения. Когда множество ресничек работает одновременно, их толчки перемещают клетку в воде. Те же движения создают поток, который приносит к клеточному рту бактерии и другие пищевые частицы. Поэтому повреждение ресничек может затруднить и плавание, и поступление пищи.

Пищевые частицы реснички направляют к углублению, ведущему к клеточному рту и глотке. Из глотки частица попадает внутрь клетки, где вокруг неё формируется пищеварительная вакуоль. Внутри вакуоли пища расщепляется, а питательные вещества переходят в клетку. Непереваренные остатки перемещаются к порошице и выводятся наружу, поэтому пищеварительный путь завершается удалением отходов.

Вода постоянно поступает в клетку из окружающей среды, поэтому её избыток нужно удалять. Сократительные вакуоли собирают эту воду, а затем периодически сокращаются и выводят её наружу. Благодаря этому клетка поддерживает водный баланс и не переполняется. Пищеварительная вакуоль решает другую задачу: она работает с пищей, а не с избытком воды.

У инфузории-туфельки два ядра, потому что процессы управления клеткой и передачи наследственной информации связаны с разными задачами. Макронуклеус регулирует повседневную жизнедеятельность, например работу клетки и её рост. Микронуклеус участвует в передаче наследственной информации, в том числе во время конъюгации. Поэтому эти ядра различаются и по строению, и по роли.

Обычно инфузория размножается делением: одна клетка разделяется надвое, и возникают две дочерние инфузории. В ходе этого процесса число особей увеличивается. При конъюгации две инфузории временно соединяются и обмениваются наследственным материалом, но не превращаются сразу в большее число организмов. Значит, деление служит размножению, а конъюгация — обмену наследственной информацией.

Строение инфузории-туфельки и функции её частей

Сначала найдите в таблице путь пищи: от клеточного рта через глотку к пищеварительной вакуоли и затем к порошице. Отдельно проследите, какие части отвечают за движение, форму клетки и удаление избытка воды. Такое сравнение помогает не путать органы с похожим общим результатом — например, разные типы вакуолей.

Разбор задач

Задача 1

Условие. У инфузории-туфельки повреждены реснички. Какие процессы пострадают прежде всего? Чтобы ответить, нужно связать строение этих выростов с тем, что происходит вокруг клетки. Важно учесть обе функции ресничек, а не только одну.

1. Вспомним, что реснички согласованно движутся и толкают инфузорию в воде.
2. Значит, при повреждении ресничек движение станет затруднённым или менее эффективным.
3. Реснички также создают поток воды к клеточному рту, поэтому пищевые частицы будут хуже поступать внутрь.

Ответ. Прежде всего пострадают передвижение и поступление пищи: повреждённые реснички хуже перемещают клетку и создают поток воды с пищевыми частицами.

Задача 2

Условие. Сравните функции пищеварительной и сократительной вакуолей инфузории. Обе структуры называются вакуолями, то есть представляют собой полости внутри клетки, но выполняют разные задачи. Для сравнения выясним, что поступает в каждую из них и что происходит дальше.

1. Пищеварительная вакуоль образуется вокруг пищевой частицы.
2. В ней пища переваривается, а полезные вещества используются клеткой.
3. Сократительная вакуоль собирает избыток воды и сокращается, выводя её наружу.
4. Следовательно, одна вакуоль связана с питанием, а другая — с водным балансом.

Ответ. Пищеварительная вакуоль переваривает пищу, а сократительная удаляет избыток воды. Их нельзя считать взаимозаменяемыми: они работают с разными веществами и решают разные задачи.

Задача 3

Условие. Инфузория размножилась делением, а две другие инфузории временно соединились и обменялись наследственным материалом. Назовите оба процесса и объясните их различие. Здесь важно обратить внимание не только на происходящие события, но и на то, меняется ли число особей.

1. При делении одна инфузория разделяется на две дочерние клетки.
2. Число особей увеличивается, поэтому это размножение.
3. Временное соединение с обменом наследственным материалом называется конъюгацией.
4. При конъюгации обмен происходит между двумя инфузориями, а число особей в результате самого процесса не увеличивается.

Ответ. Первый процесс — деление, второй — конъюгация. Деление увеличивает число инфузорий, а конъюгация обеспечивает обмен наследственным материалом, но не является размножением.

Типичные ошибки

Ошибка — считать, что реснички нужны только для передвижения. Так думают, потому что их работу легко связать с движением тела, но реснички ещё создают поток воды к клеточному рту. Проверка простая: вспомните, что без этого потока пищевые частицы будут хуже поступать в клетку.

Путаница между пищеварительной и сократительной вакуолями возникает из-за общего слова «вакуоль». Первая связана с пищей, а вторая — с избытком воды. Чтобы проверить себя, спросите, что именно удаляет или перерабатывает каждая из них: пищеварительная переваривает, сократительная выводит воду.

Неверно считать макронуклеус и микронуклеус одинаковыми ядрами. Такое впечатление может возникнуть потому, что оба являются ядрами одной клетки, но функции у них различаются. Проверьте ответ по назначению: макронуклеус управляет повседневной жизнедеятельностью, а микронуклеус связан с наследственной информацией.

Конъюгацию часто называют размножением, потому что в ней участвуют две инфузории и происходит важное изменение наследственного материала. Однако при ней число особей не увеличивается; увеличение числа происходит при делении. Проверяя себя, определите, появились ли новые инфузории: если нет, это не размножение.

Связь с другими темами

Для изучения инфузорий нужно знать общие признаки одноклеточных организмов и основные части клетки. Это помогает понять, как одна клетка выполняет сразу несколько жизненных функций, а не просто запоминать названия её частей. Сравнение инфузории с другими простейшими показывает, что способы движения и питания могут различаться. Различие между делением и конъюгацией также подготавливает к изучению размножения и передачи наследственной информации у организмов.

Что запомнить

• Инфузории — одноклеточные организмы, передвигающиеся с помощью ресничек.
• Пелликула сохраняет форму клетки и остаётся гибкой.
• Пища поступает через клеточный рот и переваривается в пищеварительных вакуолях.
• Сократительные вакуоли удаляют избыток воды.
• Макронуклеус управляет жизнедеятельностью, микронуклеус связан с передачей наследственной информации.
• При делении число инфузорий увеличивается, при конъюгации происходит обмен наследственным материалом.