Какие еще свойства амебы протея оправдывают ее название
Животные, как и все организмы, находятся на разных уровнях организации. Одним из них является клеточный, а его типичным представителей – амеба протей. Особенности ее строения и жизнедеятельности рассмотрим далее подробнее.
Подцарство Одноклеточные
Несмотря на то, что эта систематическая группа объединяет самых примитивных животных, ее видовое разнообразие уже достигает 70 видов. С одной стороны, это действительно наиболее просто устроенные представители животного мира. С другой – это просто уникальные структуры. Только представьте: одна, порой микроскопическая, клетка способна осуществлять все жизненно важные процессы: дыхания, передвижения, размножения. Амеба протей (фото демонстрирует ее изображение под световым микроскопом) является типичным представителем подцарства Простейшие. Ее размеры едва достигают 20 мкм.
Амеба протей: класс простейших животных
Само видовое название этого животного свидетельствует об уровне его организации, поскольку протей означает “простой”. Но так ли примитивно это животное? Амеба протей является представителем класса организмов, которые передвигаются при помощи непостоянных выростов цитоплазмы. Подобным образом передвигаются и бесцветные клетки крови, формирующие иммунитет человека. Они называются лейкоциты. Их характерное движение так и называется – амебоидным.
В какой среде обитает амеба протей
Этот простейший организм предпочитает обитать в пресных и соленых водоемах. Особенно благоприятны для него условия заболачивания, поскольку процесс гниения предполагает наличие большого количества бактерий, которыми питаются эти простейшие организмы. Однако ее дизентерийный вид комфортно себя чувствует в просвете кишечника человека. На первый взгляд может показаться, что это паразитический вид. Но это мнение будет ошибочным. Находясь в кишечнике, она питается разнообразными бактериями и никакого вреда человеку не приносит. Но если кишечник поражен, амеба проникает в кровеносные сосуды и начинает питаться эритроцитами крови. При этом на стенках образуются язвочки. Заразиться дизентерийной амебой можно, употребляя сырую воду, грязные овощи и фрукты.
Обитающая в загрязненных водоемах амеба протей никакого вреда никому ни приносит. Эта среда обитания является наиболее подходящей, поскольку в ней простейшее занимает свою важную роль в цепи питания.
Особенности строения
Амеба протей является представителем класса, а точнее подцарства Одноклеточных. Ее размер едва достигает 0,05 мм. Невооруженным глазом ее можно увидеть в виде едва заметного желеобразного комочка. А вот все основные органеллы клетки будут заметны только под световым микроскопом на большом увеличении.
Поверхностный аппарат клетки амебы протей представлен клеточной мембраной, которая обладает прекрасной эластичностью. Внутри находится полужидкое содержимое – цитоплазма. Она все время передвигается, обусловливая образование ложноножек. Амеба – эукариотическое животное. Это означает, что ее генетический материал заключен в ядре.
Движение простейших
Как передвигается амеба протей? Это происходит при помощи непостоянных выростов цитоплазмы. Она передвигается, образуя выпячивание. А потом цитоплазма плавно перетекает внутрь клетки. Ложноножки втягиваются и образуются в другом месте. По этой причине амеба протей не имеет постоянной формы тела.
Питание
Амеба протей способна к фаго- и пиноцитозу. Это процессы поглощения клеткой твердых частиц и жидкостей соответственно. Она питается микроскопическими водорослями, бактериями и себе подобными простейшими организмами. Амеба протей (фото ниже демонстрирует процесс захватывания пищи) окружает их своими ложноножками. Далее пища оказывается внутри клетки. Вокруг нее начинает формироваться пищеварительная вакуоль. Благодаря пищеварительным ферментам частицы расщепляются, усваиваются организмом, а непереваренные остатки удаляются через мембрану. Путем фагоцитоза лейкоциты крови уничтожают болезнетворные частицы, каждый миг проникающие в организм человека и животных. Если бы эти клетки не защищали таким образом организмы, жизнь была бы практически невозможна.
Кроме специализированных органелл питания, в цитоплазме могут находиться и включения. Это непостоянные клеточные структуры. Они накапливаются в цитоплазме, когда для этого есть необходимые условия. И расходуются, когда в этом возникает жизненная необходимость. Это зерна крахмала и капельки липидов.
Дыхание
Амеба протей, как и все одноклеточные организмы, не имеет специализированных органелл для осуществления процесса дыхания. Она использует кислород, растворенный в воде или другой жидкости, если речь идет об амебах, обитающих в других организмах. Газообмен происходит через поверхностный аппарат амебы. Клеточная мембрана является проницаемой для кислорода и углекислого газа.
Размножение
Для амебы характерно бесполое размножение. А именно деление клетки надвое. Осуществляется этот процесс только в теплое время года. Он происходит в несколько этапов. Сначала делится ядро. Оно растягивается, разделяется при помощи перетяжки. В результате из одного ядра образуется два идентичных. Цитоплазма между ними разрывается. Ее участки обосабливаются вокруг ядер, образуя две новые клетки. Сократительная вакуоль оказывается в одной из них, а в другой ее формирование происходит заново. Деление происходит при помощи митоза, поэтому дочерние клетки являются точной копией материнских. Процесс размножения амебы происходит достаточно интенсивно: несколько раз в сутки. Так что продолжительность жизни каждой особи совсем невелика.
Регуляция давления
Большинство амеб обитают в водной среде. В ней растворено определенное количество солей. Гораздо меньше этого вещества в цитоплазме простейшего. Поэтому вода должна поступать из области с большей концентрацией вещества в противоположную. Таковы законы физики. При этом тело амебы должно было бы лопнуть от переизбытка влаги. Но этого не происходит благодаря действию специализированных сократительных вакуолей. Они удаляют излишек воды с растворенными в ней солями. При этом они обеспечивают гомеостаз – поддержание постоянства внутренней среды организма.
Что такое циста
Амеба протей, как и другие простейшие, особым образом приспособилась к переживанию неблагоприятных условий. Ее клетка перестает питаться, интенсивность всех процессов жизнедеятельности уменьшается, обмен веществ приостанавливается. Амеба перестает делиться. Она покрывается плотной оболочкой и в таком виде переносит неблагоприятный период любой продолжительности. Это периодически происходит каждую осень, а с наступлением тепла одноклеточный организм начинает интенсивно дышать, питаться и размножаться. То же самое может происходить и в теплое время года с наступлением засухи. Образование цист имеет еще одно значение. Оно заключается в том, что в таком состоянии амеб переносит ветер на значительные расстояния, расселяя данный биологический вид.
Раздражимость
Конечно же, о нервной системе у этих простейших одноклеточных речи не идет, ведь организм их состоит всего лишь из одной клетки. Однако это свойство всех живых организмов у амебы протей проявляется в форме таксисов. Этот термин означает ответную реакцию на действие раздражителей различного рода. Они могут быть положительными. Например, амеба четко движется по направлению к пищевым объектам. Это явление по сути можно сравнить с рефлексами животных. Примерами отрицательных таксисов является движение амебы протей от яркого света, из области повышенной солености или механических раздражителей. Эта способность прежде всего имеет защитное значение.
Итак, амеба протей является типичным представителем подцарства Простейшие или Одноклеточные. Эта группа животных является наиболее примитивно устроенной. Их тело состоит из одной клетки, однако она способна выполнять функции целого организма: дышать, питаться, размножаться, двигаться, реагировать на раздражения и неблагоприятные условия окружающей среды. Амеба протей является частью экосистем пресных и соленых водоемов, но способна обитать и в других организмах. В природе она является участником круговорота веществ и важнейшим звеном в цепи питания, являясь основой планктона многих водоемов.
Источник
В цитоплазме амебы расположено ядро, а также одна сократительная и множество мелких пищеварительных вакуолей. Цитоплазма окружена эластичной плазматической мембраной, за счет чего амеба без труда может изменять свою форму. Временные выросты, возникающие на поверхности ее клетки, называются ложноножками. С их помощью амеба перемещается по субстрату и захватывает пищевые частицы.
Мир населён амёбами. Их великое множество: голых и покрытых раковиной, одноядерных и многоядерных, паразитов и свободно живущих в воде и почве. Есть даже амебы, которые объединяются в многоклеточный организм. Многие выглядят так, что неспециалист ни за что не признает в них родственника того простейшего, которого мы представляем себе при слове «амеба».
А вспоминаем мы самую простую из них, амебу протея — одноклеточную, голенькую, прозрачную, с единственным крупным ядром. Ее проходят в школе и изучают в лабораториях. Вообще-то людям должны быть интереснее и ближе другие амебы, например кишечная амеба, безвредное существо, которое живет в кишечнике человека и питается его содержимым. Или дизентерийная амеба — она, как правило, тоже безобидна, живет в толстой кишке и ест бактерии, но иногда вдруг проникает в слизистую оболочку кишечника и начинает там питаться и размножаться. В результате слизистая оболочка кишечника покрывается язвами, а человек страдает кровавым поносом. А есть еще зубная амеба, которая, возможно, ползает сейчас по вашим зубам, если вы их плохо почистили.
Но ученые избрали объектом исследования амебу протея, привлеченные ее крупным размером и кажущейся простотой. Однако амеба оказалась не так проста. Сложности начались с истории открытия. Общепризнано, что первым увидел живую амебу в 1755 году Резель фон Розенхоф и назвал свою находку «маленький протей». Но когда двести лет спустя ученые проанализировали рисунки Розенхофа, оказалось, что в действительности он наблюдал очень своеобразный организм, пеломиксию, который к амебам вообще не относится. На самом деле честь открытия классического представителя голых амеб принадлежит Петру Симону Палласу (1766 г.). Ученый назвал увиденное существо Volvox proteus. Слово «амеба» появилось только в 1822 году, а современное наименование вида, Amoeba proteus, и его более или менее точное описание — еще на полвека позже. Непростое это оказалось занятие — амебу описывать. Ни окраски, ни ворсинок у нее нет. Тело напоминает кляксу. Некоторые ранние исследователи утверждали, будто амебы вообще не имеют определенной формы, но это не совсем так. Амеба, которая сидит неподвижно или «топчется на месте», действительно выглядит произвольно.
Однако, двигаясь целенаправленно, она принимает характерную форму, по которой ученые и определяют, к какому виду относится данное простейшее. Отличительные признаки ползущей Amoeba proteus — несколько выростов разного размера на передней части клетки (такие выросты называются псевдоподиями, а по-русски ложноножками).
Если же эта амеба очень торопится, то сплющивается и сильно вытягивается. Даже специалисты признают, что идентификация и определение амеб — дело сложное. Поэтому большинство ученых, которым нужна амеба протея, предпочитают работать не с природ- ным материалом, а с лабораторными штаммами известного происхождения: это позволяет сопоставлять результаты, полученные в разных лабораториях. Но чтобы ввести амебу в культуру, ее сначала нужно поймать. Эти существа живут в мелких затененных и за- росших водоемах с медленным течением. Самая благоприятная температура для их размножения 18–20°С.
Зачерпнув из прудика, пробам воды и ила дают отстояться, а потом, если повезет, в придонном слое и на поверхности листьев находят амеб. Обнаруженные экземпляры отсаживают в стеклянные сосуды (выбирать подходящую тару тоже надо с умом — некоторые сорта стекла для амеб токсичны!) со специальным солевым раствором, где амебы живут и размножаются, делясь один раз в два-три дня.
Амебы — хищники. В природе они успешно гоняются за очень подвижными инфузориями, парамециями и тетра- хименами, развивая при этом скорость до 0,2 миллиметров в минуту. Хорошо промытыми инфузориями их и кормят в лаборатории. Кормление амебы ис- пользуют для учебной демонстрации фагоцитоза — захвата клеткой твердых частиц в пищевые вакуоли. Все прекрасно видно — и вакуоли, и этапы поглощения: амеба-то прозрачная.
Но такой наглядный процесс для амебы скорее исключение, чем правило. Взять, например, ее перемещение. Есть даже термин «амебоидное движение»: таким способом, выпуская ложноножки, движутся не только всевозможные амебы, но и некоторые клетки иммунной системы млекопитающих, макрофаги например. Амебоидное движение изучали, главным образом, на Amoeba proteus. Под микроскопом хорошо видно, как поток цитоплазмы ударяется в растущую псевдоподию, продвигая клетку вперед, а сам растекается по клеточным стенкам наподобие струй фонтана.
Но чтобы внятно объяснить, как именно амеба перегоняет свою цитоплазму, ученым понадобилось почти шестьдесят лет. Оказалось, что движение Amoeba proteus обеспечивают несколько механизмов, относительно независимых друг от друга, а под клеточной мембраной у простенькой амебы находится сложная структура, состоящая из актина и миозина — белков, составляющих мышцы многоклеточных животных. Сейчас ученые убеждены, что такой, отнюдь не элементарный, способ перемещения мог возникнуть только в результате длительной эволюции. Генетическое устройство этого простейшего тоже не оправдало надежд специалистов, ищущих удобные модели. У амебы протея оказалось больше пятисот хромосом, причем очень мелких, так что за ними и не понаблюдаешь. Полового процесса нет, поэтому обмена хромосомами между амебами не происходит. Но все же генетики использовали возможности, которые предоставляет им крупное прозрачное одноклеточное существо с большим ядром. Амеба протея достигает 0,5 мм, и при этом великолепно выдерживает механические повреждения. Это идеальный объект для микроманипуляции.
С помощью специальных стеклянных крючочков, иголочек и капиллярчиков можно пересаживать ядро или цитоплазму из одного штамма амебы другому. Таким образом советский ученый А.Л.Юдин обнаружил несовместимость ядра и цитоплазмы у разных клонов Amoeba proteus, а кроме того, показал, что некоторые наследственные признаки амебы (устойчивость к этиловому спирту, форма клетки, теплоустойчивость) зависят от генов, расположенных в ядре, а не от свойств цитоплазмы. А еще на амебах пытались решить проблему бессмертия. Зарубежные исследователи Даниелли и Маглтон обнаружили, что при достаточном питании амебы растут, многократно делятся и это может продолжаться сколь угодно долго.
Если же содержать амеб в более суровых, «поддерживающих» условиях, они перестают размножаться и в конце концов погибают. Установив это, ученые продержали амеб несколько недель на голодной диете, а потом пересадили в среду, богатую пищей. Но амебы, вопреки ожиданию, не обрели вечную жизнь. Хотя рост и деление возобновились, культура жила только ограниченное время — от 30 дней до 30 недель. Так мир узнал, что даже у бесполых простейших смертность или бессмертие находятся в тонкой зависимости от условий культивирования. Но в какой именно? Опыты ставили в 1959 году, а ответа нет и по сей день. Все-таки жизнь амебы — загадка для нас
Источник
Амеба протей – название знакомое каждому. Это простейший одноклеточный организм, так нас учили в школе. Но не все так просто: Одноклеточный? – да! Простейший ли? – очень вряд ли! Почти 300 лет исследований амеб породили больше вопросов, чем ответов.
Мир полон амеб, их превеликое множество: одни живут самостоятельно, другие объединяются в подобие многоклеточного организма со сложными симбиотическими связями и функциями; одни виды мирно живут в водоемах и влажной почве, другие являются паразитами, которые обитают в наших телах и питаются ими; даже внешний облик двух разных видов может отличаться настолько сильно, что не каждый биолог признает в них родственника того простейшего, который приходит на ум при слове “амеба”.
Макрофотография: амеба протей увеличенная в 500 раз.
Исходя из этого кажется немного странным выбор именно амебы протея в качестве объекта исследований, т.к. некоторые виды имеют гораздо более сложное строение и создают впечатление более интересных существ. Например, было логично направить все силы на исследование паразитической дизентерийной амебы, живущей в наших с вами кишечниках. Долгое время этот микроскопический паразит считался практически безвредным, но 2 недели назад ученым из Виргинского университета в США удалось выяснить, что дизентерийные амебы буквально поедают нас живьем.
С другой стороны, выбор учеными амебы обыкновенной был вполне оправданным. Во-первых, имея размеры тела 0,5 мм, этот организм является одним из самых больших среди себе подобных. Во-вторых, абсолютно прозрачное тело позволяет в деталях рассмотреть и проанализировать процессы, происходящие в одноклеточном существе. И наконец, исследователей влекла простота протея. Оправдан этот выбор был и потому, что каждое новое открытие только отнимало у Amoeba proteus ту самую простоту…
Вообще-то довольно примечательно, что существо, чью анатомию можно описать одним, максимум двумя предложениями преподнесло науке столько сюрпризов. Первый из них случился без малого 3 века назад, но обнаружен был только в 50-х годах 20 века. Факт известный и общепризнанный – амеба была открыта немецким энтомологом Рёзель фон Розенгофом в 1757 году после того как его служанка пролила воду на микроскоп. Открытое существо ученый назвал “маленьким протеем” и даже подробно описал способ передвижения своего открытия. Только спустя 200 лет, анализируя зарисовки Розенгофа удалось выяснить, что наблюдал он не амебу, а другой одноклеточный организм – пеломиксию.
Название “амеба” появилось только в 1822 году, в переводе с греческого оно значит “изменение” или “изменчивость”. И действительно, лучшего названия для постоянно меняющих форму своего тела амеб и не придумаешь. Первые исследователи и вовсе утверждали, что эти микроскопические животные не имеют определенной формы тела, но тут они ошибались. Тело неподвижной амебы и в самом деле имеет произвольную, каждый раз отменную от предыдущей форму. Это как минимум странно, но характерную форму она принимает только при целенаправленном движении: клетка сильно вытягивается в длину, в передней ее части появляется несколько псевдоподий (выростов) разного размера, в которые активно перекачивается цитоплазма, ядро при этом находится в задней по отношению к направлению части клетки.
Движение амебы – это один из признаков, по которым ученые определяют принадлежность к конкретному виду. В целом и общем идентификация Amoeba – сложный процесс, который к тому же не дает 100%-й результат. Поэтому в лабораториях принято работать с выведенными штаммами известного происхождения, дабы избежать проблем при сопоставлении разных результатов.
Движение амебы протей под микроскопом. Увеличение 600х
Амебоидное движение – уникальный и невероятно интересный процесс. Три сотни лет ученые наблюдали за протеями в микроскоп и отчетливо видели как поток цитоплазмы бьет в ложноножку, заставляя ее расти и мало по-малу передвигая всю клетку вперед. Но что лежит в основе этого процесса, каким конкретно методом амеба заставляет свою эндоплазму двигаться в нужную сторону внятно объяснит не удавалось. Только относительно недавно выяснилось, что за движение амебы отвечают сразу несколько практически не связанных механизмов. Под плазмалеммой (тонкая клеточная мембрана) была обнаружена относительно сложно устроенная структура из белков миозина и актина, которые составляют основу мышечных тканей многоклеточных животных. После этого открытия многие биологи в один голос заявили: “Столь сложное устройство перемещения могло развиться только в следствии длительной эволюции.”
Еще большее удивление принесли результаты работы генетиков. Оказалось, что все амебы отличаются невероятной, как для одноклеточных, длиной генома. Так, геном вида Amoeba dubia состоит из 690 000 000 000 (690 млрд) пар нуклеотидов, подумать только весь геном человека уместился в каких-то 2,9 млрд пар. Геном же Amoeba proteus состоит из приблизительно 500 млрд пар нуклеотидов включенных в более 500 пар хромосом.
Тот факт, что амеба протея хорошо переносит механические повреждения, побудил ученых на проведение неоднозначного эксперимента: пересадку ядра и/или цитоплазмы из одного организма в другой. В теории все были уверены, что пересаженное ядро приживется в другом штамме. Но на практике, все оказалось с точностью да наоборот. В ходе этих опытов была выявлена и еще одна неоднозначная особенность: наследственные признаки этого простейшего зависят от генома, хранящегося в ядре, а не от эндоплазмы, которая составляет основную массу клетки.
Так ли проста амеба обыкновенная, которую мы называем простейшим одноклеточным организмом? Отнюдь! Все вышеизложенные факты лишь в очередной раз подтверждают известное выражение: “Мы знаем очень мало”.
Источник