Все помнят классическое изображение инфузории-туфельки из учебника биологии, копируемого из издания в издание. Однако немногие задумываются, почему честь представлять неисчислимое количество одноклеточных организмов - простейших и бактерий - выпала именно инфузории-туфельке. Фото , полученное с помощью одного из микроскопов и видеоокуляра Альтами, позволит детально рассмотреть образец высшего совершенства элементарной ячейки жизни.

Прежде чем мы рассмотрим готовый микропрепарат инфузории-туфельки, строение ее тела-клетки под микроскопом , узнаем, что представляет собой это простейшее в среде обитания. Какую роль выполняет инфузория-туфелька в природе, какое место занимает в пищевой цепочке?

Инфузория или парамеция хвостатая (от лат. Paramecium caudatum) обитает в пресных водах. Свое название одноклеточное получило за удлиненные реснички на задней половине тельца. Между ресничками, которых насчитывается по всему тельцу более десяти тысяч, расположены трихоцисты или мелкие веретеновидные тельца. Они представляют собой органеллы (органы у многоклеточных) нападения и защиты, которые с силой выбрасываются и вонзаются в вражеское тело или в жертву. Сбоку на тельце инфузории находится предротовое углубление, переходящее в рот. Пищу инфузория переваривает образуя специальные пищеварительные вакуоли, отделяемые от глотки, которые проходят через весь организм, увлекаемые током цитоплазмы. При благоприятных температурных условиях и обилии пищи вакуоли образуются каждую минуту. Функцию выделения выполняют две сократительные вакуоли. Инфузория питается другими простейшими, одноклеточными водорослями, и сама служит кормом для личинок рыб и амфибий. Именно поэтому простейших рода Paramecium интенсивно выращивают на рыболовных хозяйствах, а также в аквариумистике.

Теперь можем приступить к исследованию инфузории под микроскопом . Не беда, если готового микропрепарата не окажется под рукой. Любой аквариумист поделится с вами пару-тройкой секретов разведения инфузорий-туфелек либо самими особями, вместе с водой из аквариума. Также можно добыть простейших в любом стоячем водоеме и для получения критической массы, достаточной для исследования, создать наиболее благоприятные условия для размножения туфелек. Эти простейшие легко разводятся в домашних условиях на высушенных банановых корках или настое сенной трухи.

Мы поделимся с вами самым простым, но от этого не менее эффективным, способом разведения инфузории на кусочке моркови. Замоченный кусочек моркови (грамм на литр) долго не разлагается бактериями, а вода остается прозрачной. Емкость помещается в темное место с температурой чуть выше комнатной. Через несколько суток можно увидеть невооруженным взглядом белесоватую взвесь, окружающую морковь, которая представляет собой скопление инфузорий-туфелек, хаотично плавающих в толще воды.

Размножается инфузория-туфелька один-два раза в сутки изначально бесполым способом, то есть делением клетки пополам по экватору. Через несколько таких делений клетка готова размножаться половым способом — сложным обменом частицами малого ядра. Причем при половом размножении число особей остается прежним, не увеличивается, но клетка получает усовершенствованную способность приспосабливаться к окружающим условиям среды.

Далее помещаем капельку воды между предметным и покровным стеклом. Живые инфузории под микроскопом , уже при 80-тикратном увеличении, представляют собой не перестающее двигаться скопище клеток длиной 0,2—0,3 мм. Поэтому строение животной клетки под микроскопом можно изучить лишь на погибающем от высыхания простейшем. Подсыхающие инфузории под микроскопом выглядят более одутловатыми и практически не двигаются. Меняя объектив, устанавливаем увеличение в 200 раз: картина та же, но крупнее, различимо внутренне строение простейших.

Двухмерное изображение простейшего не соответствует тому, что вы увидите в объективе. Клетка под микроскопом вовсе не похожа на пресловутую дамскую туфельку или веретено, как изображают инфузорию художники-анималисты. Форма тела одноклеточного организма имеет «хребет» и в поперечном разрезе оказывается не овалом, а ромбом. По-видимому, выступ усиливает гидродинамику и улучшает маневренность инфузории. Овальную форму тельце простейшего принимает лишь при усыхании.

Хоть инфузория-туфелька под микроскопом выглядит несколько иначе, чем на иллюстрации из школьного учебника, все же, при восьмисоткратном увеличении можно увидеть основные элементы строения животной клетки. Под микроскопом различимы ядро, цитоплазма и другие форменные элементы животной клетки. Состоящая из полисахаридов и белков оболочка клетки под микроскопом (световым) не видна. Ее строение смогут изучить счастливые обладатели электронного микроскопа.

Мы уверены, теперь вы будете проводить целые часы с микроскопом Альтами, ведя наблюдение за жизнью отнюдь не примитивного простейшего со сложным латинским названием Paramecium caudatum или инфузория-туфелька. Фото , которые вы сделаете с помощью видеоокуляра Альтами, будут напоминать вам о том, что природа совершенна.

Лучшие фотографии, сделанные в микроскоп. Большинство из них — призёры ежегодного конкурса микро-фотографий Nikon Small World, проводимого японской корпорацией Nikon.

Этот конкурс проводится с 1974-го года. Его цель — стимулировать и поощрять работу фотографов и учёных в исследовании невидимого невооружённым глазом мира и его запечатлении на фото при помощи мощной увеличительной техники, как оптической, так и электронной.

Инфузория туфелька — фото.

Прекрасная фотография инфузории туфельки. Фотограф – Rogelio Moreno Gill (Панама). Это гигантский микроб – его размер достигает 0,3 мм, поэтому для создания этого фото хватило микроскопа с увеличением 40 крат. Трудно поверить, но это – одноклеточное животное, оно умеет перемещаться с помощью подвижных ресничек в поисках пищи. Питается более мелкими микроорганизмами, бактериями и клетками, заглатывая их в ротовую полость. То есть мы здесь имеем дело с невидимым хищником микромира.

Диатомовые водоросли.

Победитель конкурса Small World 2013 — Wim van Egmond из Роттердама с фотографией морского планктона, увеличенного в 250 раз. Морской планктон очень богат всевозможными микроорганизмами, в данном случае мы видим спиралевидную колонию одноклеточных диатомовых водорослей Chaetoceros debilis. Между прочим, четверть массы всего живого на Земле составляют подобные микроорганизмы, из которых состоит морской и пресноводный планктон.

Роса на паутине. Увеличение всего 5 крат. Фотограф — Massimo Brizzi, Италия.

Жук-короед.

Мёртвый жук, которого едят клещи. Это прекрасное фото получило «похвальный отзыв» на конкурсе Small World 2013. Фотограф Nikola Rahme (Будапешт, Венгрия). Увеличение — 10х.

Морской червь. Третье место на конкурсе Small World 2013. Автор — доктор Alvaro Migotto из «Центра Морской Биологии» (Сан-Паоло, Бразилия). Увеличение 20 крат.

Это изображение на конкурсе Nikon Small World 2013 было отмечено как «достойное упоминания». Здесь мы видим увеличенный в сто раз сорус папоротника (орган размножения папоротника, где вызревают его споры). Автор — доктор Igor Siwanowicz (США).

Щетинки на передней ноге семиточечной божьей коровки. Седьмое место на том же конкурсе. Фотограф — доктор Jan Michels (Кильский Институт Зоологии. Германия). Увеличение 20х.

Рыбьи икринки под микроскопом.

По мнению организаторов конкурса микро-фотографии от компании Nikon, эта работа так-же «достойна упоминания». Здесь мы видим икринки донной рыбы с увеличением в 7 раз. Автор — доктор Jaime Gómez-Gutiérrez (Междисциплинарный Центр Морских Наук, Мексика).

Мозговая клетка — нейрон.

Пятое место на конкурсе. Возбуждённый принятым импульсом нейрон. Вот этим мы с вами сейчас думаем! Доктор Kieran Boyle, Университет Глазго, Шотландия. Увеличение — 63х

Глаз креветки Macrobrachium (Макробрахиум). Увеличение 140 крат. Прислала Vitoria Tobias Santos из Федерального Университета Рио-де-Жанейро. Шестое место в классификации конкурса.

Личинка кольчатого червя.

Восемнадцатое место на конкурсе. Личинка кольчатого червя, стократное увеличение. Christian Sardet, Национальный научный центр Франции.

«Морда» клеща.

Амёба обыкновенная.

Фото амёбы обыкновенной. Размер этого огромного микроорганизма достигает 0,5 мм, то есть люди с острым зрением могут его видеть даже невооружённым глазом! Но всё же, этот организм — одна единственная, очень сложная клетка.

В заключении — небольшое видео про инфузорию туфельку снятую через микроскоп.

Инфузория-туфелька – вид простейших одноклеточных животных из класса ресничных инфузорий типа инфузории. Свое название данный вид получил за внешнее сходство с подошвой туфельки.

Инфузории-туфельки обитают в пресных водоемах любого типа со стоячей водой и наличием в воде массы разлагающихся органических веществ. Также данные организмы встречаются в аквариумах. В этом можно убедиться, отобрав пробы воды с илом из аквариума и рассмотрев их под микроскопом.

В строении инфузории-туфельки отмечаются характерные особенности. Это относительно крупный организм, размеры тела достигают 0,5 мм. Минимальные размеры особей – от 0,1 мм. Форма тела, как уже было отмечено, напоминает туфельку. Внешней оболочкой этого простейшего является наружная мембрана. Под ней находится пелликула – плотный слой цитоплазмы с уплощенными мембранными цистернами (альвеолами), микротрубочками и другими составляющими цитоскелета.

Всю поверхность клетки инфузории-туфельки покрывают реснички, число которых колеблется от 10 до 15 тысяч. В основании каждой реснички расположено так называемое базальное тельце. Все базальные тельца составляют сложную систему цитоскелета инфузории-туфельки. Между ресничками имеются органеллы, выполняющие защитную функцию – веретеновидные тельца (трихоцисты). В их структуре различают тело и наконечник, заключенные в мембранный мешочек. Ответной реакцией трихоцисты на раздражение (нагревание, контакт с хищником) является моментальное ее удлинение (в 6-8 раз) при слиянии наружной мембраны с мембранным мешочком трихоцисты, что выглядит как «выстрел». В водной среде трихоцисты затрудняют передвижение приблизившегося к инфузории хищника. У одной особи данного вида может быть от 5 до 8 тысяч трихоцист.

Передвижение инфузории-туфельки возможно, благодаря волнообразным движениям ресничек. Так она плывет притупленным краем вперед со скоростью примерно 2 мм/с. В основном, инфузория-туфелька передвигается в одной плоскости, при этом в толще одной массы особь может вращаться вокруг продольной оси. Простейшие меняют направления движения, благодаря изгибам своего тела. Если инфузория сталкивается с препятствием, она моментально начинает двигаться в противоположную сторону.

Чем питается инфузория-туфелька? Питание данного простейшего имеет характерные особенности. Основой пищевого рациона инфузории-туфельки являются бактерии, скопления которых привлекают инфузорию выделением особых химических веществ. Также инфузории могут проглатывать другие взвешенные в воде частицы, даже не имеющие особой питательной ценности. В организме простейшего различают клеточный рот, переходящий в клеточную глотку. Возле рта находятся специальные реснички, собранные в сложные комплексы. При волнообразных движениях ресничек данного типа пища с потоком воды попадает в глотку. У основания глотки формируется крупная пищеварительная вакуоль. Эта вакуоль, как и все последующие новообразованные, мигрируют в цитоплазме организма особи по определенному «пути» - спереди назад, а затем сзади кпереди (как бы по кругу), при этом крупная вакуоль распадается на более мелкие. Таким образом, ускоряется всасывание питательных веществ. Переваренные вещества поступают в цитоплазму, где используются для нужд организма. Ненужные вещества выводятся в окружающую среду через порошицу в задней части клетки – участок с недоразвитой пелликулой.

В клетке инфузории-туфельки имеются две сократительные вакуоли спереди и сзади тела. В структуре такой вакуоли различают резервуар и канальцы. Через канальцы вода поступает из цитоплазмы в резервуар, из которого выталкивается наружу через пору. Благодаря цитоскелету из микротрубочек весь данный комплекс постоянно находится в определенном участке клетки. Главная функция сократительных вакуолей – осморегуляторная. Черех них из клетки удаляется избыточное количество воды, а также продукты азотистого обмена.

Дыхание инфузории-туфельки происходит через всю поверхность тела. А при пониженной концентрации кислорода в воде инфузория живет за счет гликолиза.

Два ядра инфузории-туфельки имеют разное строение и выполняют различные функции. Малое ядро диплоидное, имеет округлую форму; большое ядро полиплоидное, имеет бобовидную форму. Малое ядро отвечает за половое размножение, а большое ядро руководит синтезом всех белков клетки инфузории-туфельки.

Бесполое размножение происходит путем деления клетки пополам. Половое размножение осуществляется посредством конъюгации. Две туфельки соединяются и при сложных превращениях ядер образуются новые особи.

К классу Инфузорий относится около 6 тыс. видов. Эти животные являются наиболее высокоорганизованными среди простейших.

С морфологическими и биологическими особенностями строения инфузорий познакомимся на примере типичного представителя - инфузории-туфельки.

Строение инфузории туфельки

Внешнее и внутренне строение инфузории туфельки

Инфузория-туфелька имеет размер около 0,1-0,3мм. Форма тела напоминает туфельку, потому она получила такое название.

Это животное имеет постоянную форму тела, так как эктоплазма снаружи уплотнена и образует пелликулу . Тело инфузорий покрыто ресничками. Их насчитывается около 10-15 тыс.

Характерной чертой строения инфузорий является наличие двух ядер: большого (макронуклеус) и малого (микронуклеус). С малым ядром связана передача наследственной информации, а с большим - регуляция жизненных функций. Инфузория-туфелька передвигается с помощью ресничек, передним (тупым) концом вперед и одновременно вращается вправо вдоль оси своего тела. Большая скорость движения инфузории зависит от веслообразного движения ресничек.

В эктоплазме туфельки имеются образования, называемые трихоцистами. Они выполняют защитную функцию. При раздражении инфузории-туфельки трихоцисты «выстреливают» наружу и превращаются в тонкие длинные нити, поражающие хищника. После использования одних трихоцист на их месте в эктоплазме простейшего развиваются новые.

Питание и органы выделения

Органеллами питания у инфузории-туфельки являются: предротовое углубление, клеточный рот и клеточная глотка. Бактерии и другие взвешенные в воде частицы вместе с водой загоняются околоротовыми ресничками через рот в глотку и попадают в пищеварительную вакуоль.

Наполнившись пищей, вакуоль отрывается от глотки и увлекается током цитоплазмы. По мере передвижения вакуоли пища в ней переваривается пищеварительными ферментами и всасывается в эндоплазму. Затем пищеварительная вакуоль подходит к порошице и непереваренные остатки пищи выбрасываются наружу. Инфузории перестают питаться только в период размножения.

Органеллами осморегуляции и выделения у туфельки являются две сократительные, или пульсирующие, вакуоли с приводными канальцами.

Таким образом, инфузории, в сравнении с другими простейшими, имеют более сложное строение:

• Постоянная форма тела;
• наличие клеточного рта;
• наличие клеточной глотки;
• порошица;
• сложный ядерный аппарат.

Размножение инфузории. Процесс конъюгации

Размножается инфузория путем поперечного деления, при котором сначала происходит деление ядер. Макронуклеус делится амитотически, а микронуклеус - митотически.

Время от времени у них происходит половой процесс, или конъюгация . Во время этого две инфузории, сближаются и тесно прикладываются друг к другу ротовыми отверстиями. При комнатной температуре в такой виде они плавают около 12ч. Большие ядра разрушаются и растворяются в цитоплазме.

В результате мейотического деления из малых ядер формируется мигрирующее и стационарное ядра. В каждом из этих ядер содержится гаплоидный набор хромосом. Мигрирующее ядро активно перемещается через цитоплазматический мостик из одной особи в другую и сливается с ее стационарным ядром, то есть происходит процесс оплодотворения. На этой стадии у каждой туфельки образуется одно сложное ядро, или синкарион, содержащее диплоидный набор хромосом. Затем инфузории расходятся, у них снова восстанавливается нормальный ядерный аппарат и они в дальнейшем интенсивно размножаются путем деления.

Процесс конъюгации способствует тому, что в одном организме объединяются наследственные начала разных особей. Это приводит к повышению наследственной изменчивости и большей жизнестойкости организмов. Кроме того, развитие нового ядра и разрушение старого имеет большое значение в жизни инфузорий. Это связано с тем, что основные жизненные процессы и синтез белка в организме инфузорий контролируются большим ядром.

При длительном бесполом размножении у инфузорий снижается обмен веществ и темп деления. После конъюгации восстанавливается уровень обмена веществ и темп деления.

Значение инфузорий в природе и жизни человека

Установлено, что инфузории играют значительную роль в круговороте веществ в природе. Инфузориями питаются различные виды более крупных животных (мальки рыб).

Они служат регуляторами численности одноклеточных водорослей и бактерий, тем самым очищая водоемы.

Инфузории могут служить индикаторами степени загрязнения поверхностных вод - источников водоснабжения.

Инфузории, проживающие в почве, улучшают ее плодородие.

Человек разводит инфузорий в аквариумах для кормления рыб и их мальков.

В ряде стран широко встречаются заболевания человека и животных, вызываемые инфузориями. Особую опасность представляет инфузория балантидиум, обитающая в кишечнике свиньи и передающаяся человеку от животного.

Когда мамы и папы начинают объяснять ребенку, что можно рассмотреть в микроскоп , то, как правило, на ум приходит красивая и эффектная инфузория туфелька. Как много значит верно подобранное название! Пытаясь вспомнить школьный курс биологии, каждый отмечает, что это необычное существо прочно сидит в памяти, наряду с пестиком и тычинкой.

Является классикой исследований начального уровня. Для того, чтобы ее лицезреть воочию, не обязательно обладать углубленными знаниями. Достаточно лишь правильно настроить прибор. Удивление гарантированно - «в живую» она такая же, как на картинке учебника 7 класса! Ресничный одноклеточный организм имеет форму женской туфли, в области свода которой располагается темное пятно - ядро (Макронуклеус), а рядом, размером поменьше- малое ядрышко (Микронуклеус). Ее пищеварительная система едва ли заметна, однако это не портит общего впечатления от увиденного.

Добыть туфельку можно двумя способами. Первый - для тех, кто хочет получить все и сразу: присмотритесь к наборам готовых микропрепаратов, сделанных в заводских условиях. Каждый производитель подобных аксессуаров понимает значимость инфузории для юного биолога и старается в 60% случаев включить ее в состав. Второй - для самых преданных исследовательскому делу специалистов (маленьких и больших): набрать воду и небольшое количество ила в водоеме с несильным течением (желательно, чтобы это был обычный пруд или неглубокий карьер, однако, порой она встречается даже в лужах), а далее приготовить препарат самостоятельно, заключив взятую пробу илистой жидкости между предметным и покровным стеклами. Использование различных красителей (специальных или естественных, таких как йод) сделает изображение более контрастным. Наблюдать ее можно в детский биологический микроскоп на кратности от 40 до 800. Технология и сам процесс практически ничем не отличается от рассматривания тех же клеток лука , просто на слабом увеличении мы увидим сразу несколько инфузорий. При смене увеличений следите за тем, чтобы образец был отцентрирован на столике, т.е. его рассматриваемая часть всегда находилась точно под оптикой объектива - придется воспользоваться препаратоводителем или аккуратно двигать стеклышки руками, ослабляя зажимы держателя.