Підцарство Найпростіші або Одноклітинні

Найпростіші мешкають скрізь: у річках, струмках, болотах, морях, ґрунті, в організмах рослин, тварин, людини тощо.

Найпростіші розрізняються між собою за формою, особливостями будови, розмірами (від 0,5 мкм до 60 см і більше), способом життя. Як і в будь-якого еукаріотичного організму, клітина найпростіших має одне чи кілька ядер, цитоплазму та клітинну мембрану. У деяких найпростіших (як-от в інфузорії-туфельки) зовнішній шар цитоплазми під клітинною мембраною ущільнюється, утворюючи пелікулу. Вона дає змогу клітині зберігати певну форму. Амеба не має постійної форми клітини. У арцел, форамініфер клітина оточена захисною черепашкою. У радіолярій є внутрішньоклітинний скелет.

Хоча одноклітинних тварин і називають найпростішими, проте будова їхньої клітини досить складна. Адже вона здійснює всі функції, притаманні живому організму, зокрема рух, живлення, дихання, розмноження тощо.

Рух найпростіших. Амеба протей і арцела рухаються за допомогою несправжніх ніжок. Завдяки еластичності мембрани несправжні ніжки можуть утворюватися будь-де, при цьому форма клітини, наприклад в амеби протея, постійно змінюється. Коли рух цитоплазми спрямований назовні, то несправжні ніжки витягуються, якщо ж він спрямований усередину клітини - втягуються. Це забезпечує повільне пересування.

Швидкий рух забезпечують джгутики або війки - постійні вирости клітини, вкриті мембраною. Джгутики здійснюють гвинтоподібні рухи, а робота війок нагадує коливання маятника або рух весла. Рухи найпростіших часто пов’язані з їхніми реакціями на різноманітні подразники довкілля.

Живлення. Найпростіші живляться переважно мертвою органічною речовиною (сапротрофи), клітинами бактерій, водоростей, грибів, тобто вони - гетеротрофи. Серед них є й хижаки, які полюють на інших одноклітинних тварин, а також паразити людини, тварин, рідше - рослин.

Усі види найпростіших споживають рідкі органічні сполуки, деякі здатні до фагоцитозу - захоплення клітиною твердих часток. Наприклад, амеба огортає частинку їжі несправжніми ніжками. Їжа, оточена клітинною мембраною, опиняється всередині клітини. Так утворюється травна вакуоля, в якій їжа перетравлюється.

Неперетравлені рештки їжі видаляються в будь-якому місці клітини або через особливі отвори в її оболонці.

Є серед найпростіших автотрофи і види зі змішаним типом живлення (евглена зелена).

Дихання. Найпростіші дихають киснем, розчиненим у воді або іншій рідині (наприклад, у крові хазяїна). Кисень, який вони вбирають через поверхню клітини, окислює органічні сполуки. При цьому звільняється енергія, потрібна для забезпечення життєдіяльності організму. Вуглекислий газ, що утворився в процесі дихання, виводиться з клітини.

Регулювання тиску всередині клітини. Прісноводні найпростіші - амеба протей, арцела звичайна, інфузорія-туфелька - мають особливі скоротливі вакуолі. Такі самі органели має й прісноводна одноклітинна водорість хламідомонада. Скоротливі вакуолі забезпечують виведення з клітини надлишків води, регулюючи внутрішньоклітинний тиск. Разом з водою виводяться й деякі кінцеві продукти обміну речовин. У паразитичних і більшості морських найпростіших скоротливих вакуоль немає.

Розмноження. Багато видів найпростіших розмножуються поділом клітини навпіл, множинним поділом або брунькуванням клітини (нестатеве розмноження). Крім того, одноклітинним притаманне і статеве розмноження. Це урізноманітнює спадкову інформацію і дає змогу організмам краще пристосовуватися до змін умов існування.

Подразливість. Найпростіші реагують на вплив різноманітних чинників довкілля (світло, температуру, хімічні речовини тощо).

Найпростішим притаманні різноманітні таксиси - реакції на подразники довкілля, які відбуваються у вигляді руху організмів до джерела подразнення або у протилежний від нього бік.

Переживання несприятливих умов. За несприятливих умов клітина найпростіших перестає рухатись, у ній зменшується вміст води, гальмуються процеси обміну речовин, несправжні ніжки втягуються, а джгутики або війки - відкидаються, навколо клітини утворюється захисна щільна оболонка. Так формується циста. У вигляді цисти деякі найпростіші можуть існувати до 20 років. За настання сприятливих умов тварина виходить з оболонки та починає активну життєдіяльність. Циста забезпечує не тільки переживання несприятливого періоду, а й розселення організмів. З потоками повітря або води, за участі інших тварин цисти можуть переноситися на значні відстані.

Прісноводні одноклітинні

Чимало видів одноклітинних тварин здатні до активного плавання за допомогою війок чи джгутиків. Ці дрібні організми, які мешкають у товщі води, належать до особливої екологічної групи - планктону.

Інфузорію-туфельку назвали так тому, що своєю формою вона нагадує жіночий черевичок. Її клітина завдовжки 0,2-0,3 мм. Поверхня вкрита рядами численних (близько 15 тис.) війок. Завдяки їхній узгодженій роботі туфелька досить швидко (2-3 мм/с) плаває, обертаючись навколо своєї поздовжньої осі. На черевному боці добре видно передротову заглибину, на дні якої розташований клітинний рот. Через нього до цитоплазми надходить їжа (клітини бактерій), яка перетравлюється в травних вакуолях. Неперетравлені рештки їжі викидаються через особливий утвір - порошицю. Дві скоротливі вакуолі мають досить складну будову. Вони складаються із центрального резервуара та 5-7 привідних канальців, по яких у резервуар з цитоплазми надходить вода. В інфузорії-туфельки є два різні ядра – велике (вегетативне) та мале (генеративне). Велике ядро керує процесами утворення органічних речовин, а мале - забезпечує зберігання спадкової інформації та її передачу від материнської клітини дочірнім під час її поділу.

Різноманітні види інфузорій трапляються і біля дна водойм або на поверхні водяних рослин. Організми, що мешкають біля дна водойм, належать до екологічної групи - бентосу.

Амеба протей - безбарвна одноклітинна тварина відносно великих розмірів - до 0,5 мм завдовжки. Живиться вона бактеріями й одноклітинними водоростями, захоплюючи їх своїми несправжніми ніжками. Її клітина має одне ядро та скоротливу вакуолю. Розмножується поділом клітини навпіл. Крім амеби протея, у прісних водоймах мешкає арцела звичайна, вкрита захисною черепашкою. З отвору черепашки, розташованого на її нижньому боці, назовні виходять несправжні ніжки.

Евглена зелена. Має пелікулу і сталу форму клітини. Пересувається за допомогою джгутика на передньому кінці тіла. Поблизу основи джгутика є яскраво-червоне вічко, що вловлює світло. У передній частині клітини є скоротлива вакуоля. У цитоплазмі є хлоропласти. На світлі евглена – автотроф, а в темряві – гетеротроф (змішаний тип живлення).

Роль у природі та житті людини. Прісноводні одноклітинні - джерело живлення для різноманітних водяних безхребетних і хребетних тварин. Різні види найпростіших віддають перевагу воді з певним ступенем забруднення, тому їх використовують для визначення санітарного стану водойм.

Морські одноклітинні

У морях поширені форамініфери та радіолярії — переважно донні мешканці, однак є й планктонні види.

Клітина форамініфер розташована всередині черепашки. В одних видів вона утворена з органічної речовини, до якої можуть прилипати піщинки, панцири діатомових водоростей тощо. В інших до складу черепашки входить карбонат кальцію. Черепашки мають великий отвір - устя, а їхні стінки пронизані численними порами. Через ці отвори назовні виходять тоненькі видовжені несправжні ніжки, які в деяких місцях зливаються між собою, утворюючи ловильну сітку. Захоплені поживні частки можуть потрапляти усередину черепашки, де перетравлюються в травних вакуолях.

З черепашок форамініфер утворюються значні поклади вапняку завтовшки десятки та сотні метрів. Унаслідок процесів гороутворення ці поклади можуть опинятися на суходолі. Такі гірські системи, як Піренеї, Альпи, Гімалаї значною мірою складаються з форамініферних вапняків. Британські острови давні римляни називали Альбіоном (від лат. альбус - білий) за кольором прибережних вапнякових скель. За видовим складом викопних форамініфер геологи визначають вік тієї чи іншої гірської породи, бо для кожного періоду геологічної історії Землі цей склад - особливий.

Викопні організми, за якими визначають вік осадових порід, називають керівними копалинами.

Радіолярії (променяки) - планктонні тварини. В Азовському та Чорному морях з низькою солоністю води радіолярії, на відміну від форамініфер, не мешкають. Більшість видів має внутрішньоклітинний скелет складної будови із Силіцій (II) оксиду та інших мінеральних речовин. Їхні тоненькі несправжні ніжки також утворюють ловильну сітку. З решток радіолярій за сотні мільйонів років утворилися особливі породи - радіолярити. Наприклад, острів Барбадос у Карибському морі складається переважно з решток радіолярій. До радіоляритів належить таке напівкоштовне каміння, як яшма, опал, халцедон.

Мешканці ґрунту

Як вам відомо, між частками ґрунту є вода. У ній мешкають представники тих самих груп найпростіших, що й в прісних водоймах: голі та черепашкові амеби, інфузорії тощо. Вони живляться клітинами бактерій, водоростей, рештками організмів. Посушливі періоди переживають у вигляді цист. Розкладаючи органічні речовини, найпростіші беруть участь у процесах ґрунтоутворення. Характеризуються дрібними розмірами.

Непаразитичні найпростіші, які мешкають в організмі інших істот

Комахи терміти живляться мертвою деревиною. Однак ці комахи нездатні перетравлювати клітковину, на яку багата їхня їжа. У цьому їм допомагають джгутикові найпростіші, які мешкають у кишечнику термітів. Джгутикові виробляють особливі речовини, що розкладають клітковину до простих цукрів. Ці цукри легко засвоюють як комахи, так і самі найпростіші. Якщо комаху штучно позбавити цих співмешканців, то вона загине від голоду навіть за достатньої кількості їжі. Таке взаємовигідне співіснування організмів різних видів називають мутуалізмом.

В одному з відділів шлунка великої рогатої худоби мешкають особливі види інфузорій. Вони живляться бактеріями та дрібними частками рослин, не завдаючи шкоди організму хазяїна. Утім і користі йому не приносять. Такий різновид співіснування видів називають коменсалізм.

Паразитичні найпростіші

Багато видів найпростіших, що мешкають у різних органах людини і тварин, спричиняють різноманітні небезпечні хвороби. Одна з них - малярія, від якої протягом XIX і XX століть загинуло понад 100 млн людей. Збудники малярії - кілька видів малярійних плазмодіїв.

Малярійному плазмодію притаманний складний життєвий цикл, що відбувається як зі зміною статевого та нестатевого поколінь, так і зі зміною хазяїв - людини та малярійного комара. Комар заражається плазмодієм під час ссання крові хворої на малярію людини. У кишечнику комара плазмодій розмножується статевим способом, тобто комар є його остаточним хазяїном.

Остаточний хазяїн – особина, в якій паразит розмножується статевим шляхом.

Після статевого розмноження настає нестатеве: із заплідненої яйцеклітини утворюється багато рухливих клітин паразита. Через деякий час ці клітини накопичуються в слинних залозах комара, звідки вони під час укусу комахи потрапляють у кров людини разом зі слиною. Людина - проміжний хазяїн малярійного плазмодія.

Проміжний хазяїн — організм, у якому паразит розмножується нестатево або лише проходить певні стадії розвитку.

Спочатку клітини паразита потрапляють у клітини печінки людини, де інтенсивно розмножуються. Подальший розвиток малярійного плазмодія перебігає в червоних клітинах крові - еритроцитах. Через певні проміжки часу (24, 48 або 72 години) клітини паразита руйнують еритроцити. У кров потрапляють отруйні продукти життєдіяльності плазмодія, і людина відчуває напад пропасниці.

Завдяки лікуванню хворих на малярію і цілеспрямованій боротьбі з малярійними комарами та їхніми личинками, які мешкають у водоймах, малярію вдалося майже повністю ліквідувати на теренах Європи та Північної Америки. Однак останнім часом в Україні щорічно реєструють сотні випадків захворювань на малярію. Її завозять люди, які повертаються з країн, де поширене це захворювання. Зважаючи на те, що в Україні мешкає кілька видів малярійних комарів, у нашій країні постійно існує небезпека спалаху цієї вкрай небезпечної хвороби.

Дизентерійна амеба зазвичай мешкає в просвіті кишечнику людини. Там вона живиться бактеріями і жодної шкоди організму хазяїна не завдає. Проте за певних умов дизентерійна амеба може проникнути в стінки кишечнику, руйнуючи його клітини та споживаючи еритроцити. Це призводить до утворення виразок на стінках кишечнику та кривавого проносу. Назовні цисти паразита виходять разом із каловими масами. В організм іншої людини цисти можуть потрапити з сирою водою, немитими фруктами та овочами тощо.

Трипанозоми мешкають у крові, лімфі, спинномозковій рідині ссавців, а отже, й людини. Один з видів трипанозом спричиняє в тропічній Африці смертельно небезпечне захворювання людини - сонну хворобу. Захворювання супроводжується пропасницею, слабкістю, напівпритомним станом (звідки і назва). Переносить трипанозом муха цеце.

Сонна хвороба належить до захворювань з природною осередкованістю, вчення про які розробили російський учений Є.Н. Павловський та український - Д.К. Заболотний. Вони довели, що в природі існують осередки захворювань, на які страждають люди та свійські тварини. Хазяї збудників цих хвороб - дикі тварини (для трипанозом - це різні види антилоп). За участю переносників збудники з природних осередків можуть передаватися людині та свійським тваринам.

Ще одним небезпечним захворюванням людини є токсоплазмоз. Його збудник - токсоплазма - внутрішньоклітинний паразит, який уражує нервову, ендокринну системи, лімфатичні вузли, м’язи. Людина може заразитися, граючись із ураженою кішкою, на поверхні тіла якої є цисти паразита. Інший шлях зараження - вживання в їжу недостатньо термічно обробленого м’яса хворих тварин. Дослідження показали, що не менш як 30-40 % мешканців нашої планети заражені токсоплазмою. Але прояви захворювання реєструють значно рідше. Отже, більшість людей, в організмі яких перебувають токсоплазми, - це носії. Носії можуть передавати збудників захворювання здоровим особинам.

Носій – особина, в організмі якої перебуває збудник захворювання, але хвороба не проявляється.