Простейшие животные — группа одноклеточных или колониальных гетеротрофных организмов, содержащих в клетке ядро. Раньше им придавали ранг подцарства животных, а изучением занимались в одном из разделов зоологии.
Но сейчас представители группы считаются лишь животноподобными протистами и не имеют прежнего таксономического значения. Классифицируют их не по родству, а по способам передвижения.
Растительные и животные жгутиконосцы
Как следует из названия, эта жизненная форма использует для движения жгутики. Также с помощью этих поверхностных структур создаются токи воды, приносящие пищу.
Жить жгутиковые могут как свободно, так и в качестве паразитов или симбионтов. Состоят из одной клетки или из нескольких дифференцированных и неразделённых на ткани. В последнем случае простейшие называются колониальными, в них может насчитываться от 8 клеток до 20 тысяч. Примером организма является род водорослей эвдорина. Различные виды могут состоять из 32, 64 или 128 клеток, каждая из которых оснащена жгутиками. Согласованно работая ими, колония, располагающаяся в сферическом комочке слизи, довольно быстро передвигается в среде обитания — толще воды озёр или пресных непроточных водоёмов.
Особенностью, отличающей этот род водорослей от других, является то, что у них наблюдается функциональная специализация клеток. Она выражается в неспособности маленьких клеток, расположенных на переднем конце эвдорины, размножаться и образовывать новые колонии.
Другой пример колониального организма — вольвокс. Это ещё один род водорослей, обитающий в стоячих пресных водоёмах. Именно он, в случае массового размножения, вызывает зелёное цветение воды. В вольвоксе содержится от 200 до 10 тысяч клеток, образующих колонию размером в 3 мм.
Кроме того, жгутиконосцы условно делятся на следующие виды:
- Растительные, клетки которых содержат хлорофилл, обеспечивающий питание посредством фотосинтеза. Они являются свободноживущими формами и предпочитают водную среду.
- Животные, не имеющие хлоропластов и питающиеся готовыми органическими веществами. Могут вести свободный образ жизни, но чаще приспосабливаются к паразитизму на растениях и животных.
Некоторые представители жгутиковых освоили способности обоих видов. К таким относится эвглена зелёная, на свету осуществляющая фотосинтез, а в темноте питающаяся как животные.
Раковинные и скелетные структуры ризопод
В переводе с латинского ризоподы называются корненожками. Тело этих простейших состоит из клеточной мембраны, одного или нескольких ядер и протоплазмы, на которой образуются временные выросты различной формы — псевдоподии или ложноножки. С их помощью ризоподы передвигаются и захватывают пищевые частицы, в качестве которых выступают мелкие простейшие, бактерии или органические фрагменты. Таким образом, питание осуществляется в процессе фагоцитоза, а непереваренные остатки выводятся посредством экзоцитоза.
Также в строении тела выделяют следующие органоиды:
- пищеварительная вакуоль;
- сократительная вакуоль;
- митохондрии.
У разных представителей внутри группы есть существенные различия. Например, некоторые корненожки имеют скелет, а другие — раковину. Первые обычно размножаются бесполым способом, а раковинные используют половой процесс.
Примером последних могут выступать фораминиферы. Эти одноклеточные обычно имеют известковые ракушки, хотя у некоторых наружный скелет состоит из хитиноидных или других посторонних частиц. Склеиваются между собой они посредством клеточных выделений.
Тончайшие ложноножки, определяющие принадлежность фораминифер к ризоподам, находятся в отверстии раковины и выдаются через поры её стенок. Они ветвятся и соединяются между собой, образуя при этом вокруг ракушки большую сеточку, к которой прилипают одноклеточные водоросли и другие пищевые частички.
Фораминиферы встречаются в морях, пресных и солоноватых водоёмах. Их обнаружение на дне Марианской впадины доказало, что они могут жить на большой глубине.
Паразиты апикомплексы (споровики)
Название типа простейших взято от их специфических органелл — апикального комплекса. Другая особенность этих организмов — паразитизм. К хозяину апикомплексы попадают в виде спороцист, которые в кишечнике переходят на следующую стадию жизненного цикла — спорозоитов. Отсюда второе название типа простейших — споровики.
Спорозоиты проникают в энтероциты (клетки кишечника) и начинают активно питаться там и расти. Это приводит к их превращению в меронт — стадию, на которой апикомплекс способен к бесполому размножению. Образовавшееся потомство также способно распространяться в энтероцитах и делиться.
Спустя время апикомплексы становятся способными к половому процессу, посредством которого образуется новая спороциста, выводящаяся во внешнюю среду и заражающая других.
Представители разных подклассов споровиков преимущественно паразитируют на следующих животных:
- Грегарины — на членистоногих, иглокожих, кольчатых червях и других беспозвоночных. Их особенностью является внеклеточное паразитирование.
- Гемоспоридии — на кровососущих двукрылых. Так как для развития нужно несколько хозяев, пресмыкающиеся, птицы и млекопитающие могут играть роль промежуточных. Укус заражённого комара может стать причиной одной из опаснейших болезней — малярии. Из-за неё ежегодно умирает около 1 миллиона человек.
- Кокцидии — на кольчатых и круглых червях, членистоногих, моллюсках или сипункулидах. Также могут паразитировать в организме человека или домашних животных.
Разновидности последнего подкласса вызывают заболевание кокцидиоз, поражающее птиц, грызунов и копытных. Смертность от острой формы этой инфекции очень высока и причиняет огромный ущерб сельскому хозяйству.
Кроме того, к кокцидиям относятся токсоплазмы. В основном они паразитируют на кошках, но в качестве промежуточного хозяина могут выбрать и человека. Заражение опасно при пониженном иммунитете и во время беременности, в остальных случаях болезнь протекает достаточно легко.
Модельные организмы — ресничные (инфузории)
Этот тип простейших объединяет наличие цилий, по-другому называемых ресничками. Эти волосковидные структуры диаметром от 0,1 до 0,6 мкм и длиной от 3 мкм до 2 мм снаружи покрыты мембраной, а внутри содержат микротрубочки, к которым присоединены моторные белки. Они и обеспечивают движение.
Более известное название ресничных — инфузории. С латинского это переводится как «настойка», именно в травяных экстрактах этот тип простейших был обнаружен впервые. Среди инфузорий встречается множество организмов, поражающих своим разнообразием. Есть подвижные и прикреплённые формы, одиночные и колониальные, сосуществующие с другими животными и свободноживущие, обитающие в воде и почве. Их размеры варьируются от 10 мкм до 4,5 мм.
Самый известный представитель ресничных — инфузория-туфелька. Она знаменита тем, что является модельным организмом молекулярной биологии. Своё название инфузория получила за форму тела, напоминающую подошву туфли.
Обитает организм в пресных водоёмах со стоячей водой, где питается бактериями и разлагающимися органическими веществами. Может завестись и в домашнем аквариуме с рыбами.
Наряду с инфузорией-туфелькой, в качестве модельных организмов в биологических и медицинских исследованиях выступают тетрахимены. На примере их довольно сложного строения тела с тысячами ресничек изучаются системы цитоскелета. С помощью тетрахимен можно проводить исследования функций генов, этому способствует простота выращивания в лабораторных условиях.
В природе они, как и инфузории-туфельки, живут в пресной воде среди гниющей листвы, но помимо стоячих прудов могут встречаться в водотоках и горячих источниках. Питаются не только бактериями, но и другими инфузориями. Некоторые виды способны к симбиозу или даже паразитизму на улитках и личинках комаров.
Лучевидные ложноножки солнечников
Простейшие размером от 3 мкм до 1 мм со сферической формой тела, обладающие лучевидными ложноножками, называются солнечниками. Органеллы, придающие им вид небесного тела, предназначены в первую очередь для питания, и только потом для передвижения. Другие важные компоненты строения тела — сократительные и пищеварительные вакуоли, митохондрии.
Живут солнечники в морской и пресной воде, а также в почве. Питаются микроскопическими живыми организмами, в том числе и многоклеточными. Временно сливаясь друг с другом, солнечники могут совместно найти и съесть объект, превышающий по размерам отдельную особь. Некоторые представители типа вступают в симбиоз с водорослями или питаются ими. В последнем случае в тканях солнечника могут накапливаться хлоропласты.
Некоторые инфузории и грибы паразитируют на этих типах простейших, а при неблагоприятных условиях они могут образовывать цисты.
Рекордсмены по числу хромосом — радиолярии
Глубоководные породы, например, кремень, опока и радиоляриты, образуются с участием радиоляриевых илов, которые, в свою очередь, являются скоплением отмерших лучевиков или радиолярий. При жизни эти малоподвижные планктонные простейшие предпочитают тёплые океанические воды. У особей, живущих в верхней толще воды, в цитоплазме могут содержаться симбионты, синтезирующие органические соединения из неорганических и тем самым обеспечивающие лучевика питательными веществами. Как осуществляется питание радиолярий, не состоящих в симбиозе, пока изучено недостаточно.
Их типичные черты выражаются в строении тела:
- лучевики — рекордсмены по числу хромосом, которых у них около 1,6 тысячи (такого количества нет ни у одного известного на настоящий момент живого существа);
- у всех представителей типа есть ложноножки, называемые эуаксоподиями и укреплённые лучами;
- у всех особей имеется внутриклеточный минеральный скелет, состоящий из хитина, диоксида кремния или сульфата стронция.
У многих радиолярий есть структура с ядром и участком цитоплазмы, называемая центральной капсулой. Но есть среди разных классов лучевиков и различия. Акантарии, снабжённые двумя десятками радиально расходящихся иголок, состоящих из кремниевых солей, не становятся компонентами глубоководных пород, так как легко растворяются морской водой. У похожих на яркие снежинки феодарий, нет пор в центральной капсуле, а уникальность насселлярий выражается в разнообразии строения, из-за которого одни особи имеют шлемообазную форму, другие похожи на башенки, а третьи и вовсе напоминают диадему.
Общие функции
Несмотря на многообразие строения и образа жизни различных типов простейших, всех их можно объединить выполняемой экологической функцией. Она отчасти зависит от среды обитания. Все простейшие, живущие в прудах или озёрах, очищают воду, поедая бактерии и органические остатки.
Организмы, обитающие вне водоёмов, обычно участвуют в процессах почвообразования. И те и другие могут становиться пищей для других животных.
Кроме того, скелетные образования простейших после их отмирания становятся компонентом известковых и кремниевых пород, образующих земную кору. По их количеству можно определять возраст отложений. В первую очередь, такая функция свойственна радиоляриям, но, кроме них, в составе пород могут находиться известковые раковины фораминифер и кремниевые скелеты некоторых представителей жгутиконосцев.
Таким образом, множество простейших организмов, которые населяют определённые среды обитания и имеют уникальные черты, сходны по функциям. Это значит, что даже самые мелкие организмы, рассмотреть которые зачастую можно только в микроскоп, играют важную роль в окружающей среде, и благодаря им жизнь кипит практически повсюду.