§ 35. Одноклеточные животные, или Простейшие

Определения и обозначения

Простейшие — одноклеточные организмы, способные самостоятельно выполнять основные жизненные процессы. К ним относятся, например, амёба, эвглена и инфузория. Это название напоминает, что организм может быть устроен всего из одной клетки, а не из множества специализированных клеток.

Одноклеточный организм — организм, тело которого состоит из одной клетки, выполняющей функции всего организма. В этой клетке происходят питание, дыхание, выделение и размножение. Понятие помогает отличить простейших от многоклеточных животных, у которых разные задачи выполняют разные клетки и органы.

Органоиды движения — клеточные структуры, обеспечивающие перемещение простейшего: ложноножки, жгутики или реснички. Ложноножка является временным выростом клетки, жгутик — длинным подвижным выростом, а реснички — многочисленными короткими выростами. По органоиду движения можно понять, каким образом конкретное простейшее перемещается.

Сократительная вакуоль — полость клетки, которая собирает и удаляет избыток воды. Она помогает клетке сохранять подходящее количество воды, особенно если простейшее живёт в пресном водоёме. Её работа связана с выделением, хотя сама вакуоль не удаляет непереваренные остатки пищи.

Циста — плотная защитная оболочка, в которую простейшее может заключаться при неблагоприятных условиях. Внутри оболочки организм пережидает период, когда воды или пищи недостаточно либо температура не подходит. Это определение помогает не путать защиту от условий среды с размножением.

Как это устроено

Клетка простейшего одновременно является и его телом, и системой органов. В цитоплазме находятся структуры, которые выполняют разные задачи: например, пищеварительные вакуоли участвуют в переваривании пищи, а сократительные — в удалении избытка воды. Такое устройство возможно потому, что клетка получает вещества из окружающей среды через поверхность и обменивается с ней продуктами жизнедеятельности. Поэтому отдельные клетки простейшего не образуют ткани и органы, как у многоклеточного животного.

Многие простейшие получают готовую органическую пищу, но захватывают её по-разному. Амёба окружает частицу пищи участком цитоплазмы, и внутри клетки образуется пищеварительная вакуоль, где пища расщепляется. Полезные вещества переходят в цитоплазму, а непереваренные остатки затем оказываются снаружи. Такой способ позволяет клетке не иметь отдельного органа для приёма и переваривания пищи.

У разных простейших движение устроено неодинаково, потому что их клеточные выросты имеют разную форму и работают по-разному. Амёба медленно перемещается, меняя очертания тела и образуя ложноножки; ими же она может окружить пищу. Эвглена движется за счёт волнообразных движений длинного жгутика. Инфузория передвигается благодаря согласованным движениям множества коротких ресничек, которые работают как весла.

Кислород и растворённые вещества проходят через поверхность клетки, поэтому простейшему не нужны лёгкие или кровеносная система. Продукты обмена также могут выходить через клеточную поверхность, а избыток воды у многих пресноводных видов собирают сократительные вакуоли. Вода постоянно поступает в клетку из окружающей среды, поэтому вакуоль периодически сокращается и выталкивает её наружу. Так клетка избегает чрезмерного накопления воды и поддерживает внутреннее равновесие.

Большинство простейших размножается делением клетки: сначала клетка подготавливается к разделению, затем возникают две дочерние клетки. Такой способ увеличивает число организмов, когда условия благоприятны. Если же среда высыхает, становится слишком холодной или не хватает пищи, некоторые простейшие образуют цисту с плотной оболочкой. Она защищает организм от неблагоприятных воздействий, а при улучшении условий простейшее может выйти из неё.

Сравнение основных представителей простейших

Сначала сравните органоиды движения: они помогают быстро различить трёх представителей. Затем обратите внимание на питание и хлоропласты — эти признаки показывают, почему эвглена отличается от амёбы и инфузории. В строках о выделении и размножении указаны особенности, которые легко упустить, если сравнивать только внешний вид.

Разбор задач

1. Как амёба меняет форму и образует выросты?

Условие. Определите, какой органоид движения позволяет организму медленно изменять форму тела и образовывать выросты цитоплазмы. Подсказка содержится в описании: речь идёт не о постоянном длинном выросте и не о множестве коротких. Нужно связать изменение очертаний тела с особенностями движения.

1. Выделяем признаки: клетка меняет форму и образует временные выросты.
2. Сравниваем их с известными органоидами: жгутик длинный и служит для движения, реснички короткие и многочисленные.
3. Вспоминаем, что амёба формирует выросты цитоплазмы, которые называют ложноножками.

Ответ. Амёба движется с помощью ложноножек. Они возникают там, где клетка вытягивает часть цитоплазмы, поэтому её форма постоянно меняется. Ложноножки также помогают окружать частицу пищи.

2. Чем различается питание эвглены и инфузории?

Условие. Сравните эвглену зелёную и инфузорию-туфельку по способу питания и объясните, почему эвглена может существовать при наличии света. Важно учесть не только то, что организмы живут в воде, но и наличие у эвглены хлоропластов. По этим признакам можно определить, откуда клетка получает органические вещества.

1. Устанавливаем, что инфузория поглощает готовую пищу из окружающей среды.
2. Учитываем, что у эвглены есть хлоропласты, в которых на свету образуются органические вещества.
3. Делаем вывод: на свету эвглена способна к автотрофному питанию, а инфузория остаётся гетеротрофом, использующим готовую пищу.

Ответ. Инфузория питается готовыми органическими веществами, а эвглена на свету образует их в хлоропластах. Свет нужен эвглене для этого процесса, поэтому при освещении она может получать пищу иначе, чем инфузория. При недостатке света эвглена способна использовать готовые растворённые вещества.

3. Как простейшие пережили пересыхание пруда?

Условие. Пруд пересох, а после дождя в нём снова появились простейшие. Объясните, как они могли пережить неблагоприятный период, когда привычная водная среда исчезла. В ответе нужно назвать защитное образование и объяснить, какую роль оно играет.

1. Определяем, что высыхание водоёма — неблагоприятное условие: клеткам не хватает воды.
2. Вспоминаем, что некоторые простейшие при таких обстоятельствах окружаются плотной защитной оболочкой.
3. Называем эту оболочку цистой и связываем возвращение организмов с улучшением условий после дождя.

Ответ. Некоторые простейшие могли образовать цисты, которые защищают их в период высыхания. Когда вода вернулась, организмы вышли из защитного состояния и снова стали активными. Циста помогает пережить неблагоприятный период, но сама по себе не увеличивает число организмов.

Типичные ошибки

Ошибка: считать простейших многоклеточными животными. Движение и поглощение пищи похожи на признаки животных, поэтому легко забыть о строении тела. Однако простейшее состоит из одной клетки, которая сама выполняет основные жизненные функции. Проверьте себя вопросом: состоит ли его тело из множества клеток, объединённых в ткани?

Ошибка: думать, что все простейшие движутся одинаково. Общее слово «движутся» может скрыть различия между временными выростами, жгутиком и ресничками. У амёбы есть ложноножки, у эвглены — жгутик, у инфузории — реснички. Чтобы проверить ответ, сопоставьте название организма с конкретным органоидом движения.

Ошибка: путать питание эвглены и инфузории. Обе обитают в воде, поэтому можно решить, что и питаются они одинаково. Но эвглена имеет хлоропласты и на свету образует органические вещества, а инфузория поглощает готовую пищу. Проверка проста: выясните, есть ли у организма хлоропласты и может ли он использовать свет.

Ошибка: считать цисту стадией размножения. Плотная оболочка может показаться особой стадией развития, создающей нового организма. На самом деле циста прежде всего помогает пережить неблагоприятные условия, например высыхание или нехватку пищи. Проверьте себя: циста защищает клетку, а число организмов обычно увеличивается при делении.

Связь с другими темами

Для изучения простейших пригодятся знания о строении клетки: мембрана отделяет её от среды, цитоплазма заполняет клетку, а органоиды выполняют отдельные задачи. Эта тема показывает один из уровней организации живого — организм, состоящий всего из одной клетки, и помогает сравнивать его с многоклеточными существами. Позже представления о простейших пригодятся при изучении паразитов, инфекционных заболеваний и роли микроорганизмов в природе. Так клеточное строение связывается с вопросами здоровья и взаимосвязей организмов.

Что запомнить

• Простейшие — одноклеточные организмы.
• Одна клетка простейшего выполняет функции целого организма.
• Амёба движется с помощью ложноножек, эвглена — жгутика, инфузория — ресничек.
• Питание простейших может быть автотрофным или гетеротрофным.
• Размножение большинства простейших происходит делением клетки.
• Циста защищает организм при неблагоприятных условиях.
• Простейшие обитают преимущественно в воде, влажной почве и организмах других живых существ.