Инфузория-туфелька обитает в мелких стоячих водоёмах. Это одноклеточное животное длиной 0,5 мм имеет веретеновидную форму тела, отдалённо напоминающую туфлю. Инфузории все время находятся в движении, плавая тупым концом вперёд. Скорость передвижения этого животного достигает 2,5 мм в секунду. На поверхности тела у них имеются органоиды движения — реснички. В клетке два ядра: большое ядро отвечает за питание, дыхание, движение, обмен веществ; малое ядро участвует в половом процессе.

Строение инфузории туфельки

Организм инфузории устроен сложнее. Тонкая эластичная оболочка, покрывающая инфузорию снаружи, сохраняет постоянную форму её тела. Этому же способствуют хорошо развитые опорные волоконца, которые находятся в прилегающем к оболочке слое цитоплазме. На поверхности тела инфузории расположено около 15 000 колеблющихся ресничек. У основания каждой реснички лежит базальное тельце. Движение каждой реснички состоит из резкого взмаха в одном направлении и более медленного, плавного возвращения к исходному положению. Реснички колеблются примерно 30 раз в секунду и, словно вёсла, толкают инфузорию вперёд. Волнообразное движение ресничек при этом согласованно. Когда инфузория-туфелька плывёт, она медленно вращается вокруг продольной оси тела.

Процессы жизнедеятельности

Питание

Туфелька и некоторые другие свободно живущие инфузории питаются бактериями и водорослями.

Реакция инфузории-туфельки на пищу

Тонкая эластичная оболочка, (клеточная мембрана ) покрывающая инфузорию снаружи, сохраняет постоянную форму тела. На поверхности тела расположено около 15 тысяч ресничек. На теле имеется углубление — клеточный рот, который переходит в клеточную глотку. На дне глотки пища попадает в пищеварительную вакуоль. В пищеварительной вакуоле пища переваривается в течение часа, вначале при кислой, а затем при щелочной реакции. Пищеварительные вакуоли перемещаются в теле инфузории током цитоплазмы. Не переваренные остатки выбрасываются наружу в заднем конце тела через особую структуру — порошицу, расположенную позади ротового отверстия.

Дыхание

Дыхание происходит через покровы тела. Кислород поступает в цитоплазму через всю поверхность тела и окисляет сложные органические вещества, в результате чего они превращаются в воду, углекислый газ и некоторые другие соединения. При этом освобождается энергия, которая необходима для жизни животного. Углекислый газ в процессе дыхания удаляется через всю поверхность тела.

Выделение

В организме инфузории-туфельки находятся две сократительные вакуоли, которые располагаются у переднего и заднего концов тела. В них собирается вода с растворёнными веществами, образующимися при окислении сложных органических веществ. Достигнув предельной величины, сократительные вакуоли подходят к поверхности тела, и их содержимое изливается наружу. У пресноводных одноклеточных животных через сократительные вакуоли удаляется избыток воды, постоянно поступающей в их тело из окружающей среды.

Раздражимость

Инфузории-туфельки собираются к скоплениями бактерий в ответ на действие выделяемых ими веществ, но уплывают от такого раздражителя, как поваренная соль.

Раздражимость — свойство всех живых организмов отвечать на действия раздражителей — света, тепла, влаги, химических веществ, механических воздействий. Благодаря раздражимости одноклеточные животные избегают неблагоприятных условий, находят пищу, особей своего года.

Размножение

Бесполое

Инфузория обычно размножается бесполым путём — делением надвое. Ядра делятся на две части, и в каждой новой инфузории оказывается по одному большому и по одному малому ядру. Каждая из двух дочерних получает часть органоидов, а другие образуются заново.

Размножение инфузории-туфельки

Половое

При недостатке пищи или изменении температуры инфузории переходят к половому размножению, а затем могут превратиться в цисту.

При половом процессе увеличения числа особей не происходит. Две инфузории временно соединяются друг с другом. На месте соприкосновения оболочка растворяется, и между животными образуется соединительный мостик. Большое ядро каждой инфузории исчезает. Малое ядро дважды делится. В каждой инфузории образуются четыре дочерних ядра. Три из них разрушаются, а четвёртое снова делится. В результате в каждой остаётся по два ядра. По цитоплазматическому мостику происходит обмен ядрами, и там сливается с оставшимся ядром. Вновь образовавшиеся ядра формируют большое и малое ядра, и инфузории расходятся. Такой половой процесс называется конъюгацией. Он длится около 12 часов. Половой процесс ведёт к обновлению, обмену между особями и перераспределению наследственного (генетического) материала, что увеличивает жизнестойкость организмов.

Жизненный цикл инфузории-туфельки

Тип Инфузории строение фото простейшие животные ядро клетки рисунок вакуоль органоиды

Латинское название Ciliophora или Infusoria

Тип инфузории - высокоорганизованные одноклеточные с наиболее сложной системой органелл. Они характеризуются наличием двигательных органелл - ресничек, ядерным дуализмом и особой формой полового процесса - конъюгацией.

Общая характеристика

Тип инфузорий объединяет большое количество видов (свыше 6000) наиболее высокоорганизованных простейших.
Для них характерно присутствие ресничек, имеющихся обычно в большом числе. Реснички служат органеллами движения, они могут слипаться вместе, образуя более сложно устроенные органеллы. У некоторых сосущие инфузории реснички имеются только на ранних стадиях жизненного цикла. Для всех инфузорий характерен ядерный дуализм, т. е. двойственность. Это означает, что они имеют не менее двух ядер, различающихся как по размеру, так и по функции. Одно из ядер, значительно более крупное, называется макронуклеусом, а второе, маленькое - микронуклеусом. Некоторые виды инфузорий имеют по нескольку микро- и макронуклеусов. Микронуклеус служит половым, или генеративным, ядром, играющим основную роль в половом процессе. Макронуклеус - соматическое, или вегетативное, ядро, регулирующее все жизненные процессы, кроме полового процесса.
Бесполое размножение инфузорий происходит путем поперечного де-ления. Половой процесс у инфузорий протекает своеобразно, в виде конъюгации, которая не наблюдается у простейших других классов. Конъюгация заключается во временном сближении двух особей и взаимном обмене частями их микронуклеусов.
Инфузории - обитатели главным образом пресных водоемов, но встречаются также в солоноватой воде и в морях, некоторые виды приспособи-лись к существованию во влажной почве. Среди инфузорий много парази-тов (около 1000 видов) беспозвоночных и позвоночных животных.
Класс иразделяется на два класса:

• Ресничные инфузории (Ciliata);
• Сосущие инфузории (Suctoria).

Класс инфузории ресничные

Латинское название Ciliatas

А - обыкновенная туфелька (Paramecium caudatum); 1- реснички; 2 - макронуклеу; 3- микронуклеус; 4- перистом; 5 - рот; 6 - глотка; 7 - образование пищеварительной в,акуолн; 8 - пищеварительные вакуоли; 9 - дефекация; 10 - резервуар сократительной ваку!>ли; 11, 12 - приводящие каналы сократительных вакуолей; 13 - трихоцисты; Б - брюхоре сннчная Stylonichia mytilus; 1 - адоральные мембранеллы; 2, 3, 4 и 5-группы лобных, брюшных, анальных и хвостовых цирр; 6 - ряд маргинальных цирр; 7 - спинные ще тпнкн; 8 - край перистома; 9 - иреоральные реснички; 10 - волнообразная перепонка; 11 - перистом; 12 - приводящий канал сократительной вакуоли; 13 - резервуар сократительной вакуоли; 14 - микронуклеус; 15 - макронуклеус; 16 - пищеварительная вакуоля; В - ползающая сти- лоннхия; 1 - адоральные мембранеллы; 2, 3, 4 и 5 - лобные, брюшные, анальные и XBOCI овые цпрры; 6 - маргинальные цирры; 7 - спинные щетинки; 8 - приводящие каналы; 9 - С(*кра- / тительная вакуоля.

Инфузории имеют довольно разнообразную форму тела. Однако у многих видов в связи с приспособлением их к плавающему образу жизни форма тела удлиненная, обтекаемая. Примером может служить обыкновенная туфелька (Paramecium caudatum) (рис. 2, А). Размеры также различны, некоторые виды достигают довольно крупных размеров, до 2 мм длины (Spirostomum).
Тело ипокрыто тонкой, но прочной оболочкой - пелликулой, имеющей довольно сложную структуру. Пелликула гибка и эла-стична, поэтому она не служит препятствием для некоторого изменения ЛЬормы тела. Многие инфузории могут изгибать его, протискивать между различными предметами. У крупной инфузории «трубача» (Stentor) (рп\ 43, А) тело вытянуто в виде граммофонной трубы, но оно может сильшЬ сжиматься и принимать шарообразную форму.
(/Р*снички - органеллы движения инфузорий. Они представляют собой очень тонкие и короткие многочисленные плазматические волоски. Ультг4атонкое строение ресничек и жгутиков, изученное с помощью* электронного микроскопа, показало их поразительное сходство.
У одних инфузорий реснички равномерно покрывают все тело. На-пример, у туфельки около 10 000-15 000 ресничек, расположенных правильными рядами. У других реснички сосредоточены в опреде-ленных местах тела."Колебания ресничек представляют, по существу, гребные движения, состоящие из удара назад, при котором ресничка быстро движется в одной ш^кости, и возвращения в исходное положение, когда ресничка медленно двйк&тся вперед, плавно описывая полукруг. При комнатной температуре решшчки совершают около 30 взмахов в секунду. Движения ресничек происходят согласованно, в результате чего получаются правильные вол-нообразные колебания всех рядов ресничек. Туфелька движется со ско-рость^ до 2,5 мм/сек, т. е. за секунду проходит расстояние, в 10-15 раз превышающее длину ее тела.

Рис. 3. Строение пелликулы и ресничного аппарата
А - строение поверхности тела Paramecium nephridiatum; 1 - попарно сидящие реснички; 2 - невроплазматическая сеть; 3 - ребрышки пелликулы; 4 - трихоцисты; 5 - отверстие трихоцисты- Б ресничный аппарат перистома стилонихии (Stylonichia mytilus) с брюшной стороны; Вто же в поперечном разрезе; 1 - предротовые реснички; 2 - ротовые реснички; 3 - предротовая волнообразная перепонка; 4 - внутренняя волнообразная перепонка; 5 - ротовая волнообразная перепонка; 6 - мембранеллы; 7 - спинные щетинки.

Кроме простых ресничек, у них имеются более крупные об-разования, обычно окружающие ротовое углубление или расположенные на других частях тела. Это так называемые мембранеллы (рис. 2, Б). Каждая мембранелла представляет собой ряд ресничек, слипшихся вм* сте в одну пластинку, часто имеющую треугольную форму (рис. 3, Б), ИЙсли слипается более длинный ряд ресничек, образуется волнообразная /пере-понка, или мембрана. Такие перепонки имеются у многих в ротовом углублении или в глотке. Строение ресничного аппарата и рас-положение различных ресничных образований служат важными система-тическими признаками.
Цитоплазма ресничных отчетливо разделяется на наружный, более светлый и плотный слой - эктоплазму и более жидкий и зернистый внутренний слой - эндоплазму (рис. 2).

Рис. 4. Трихоцисты обыкновенной туфельки (Paramecium caudatum): А - выброшенные трихоцисты туфелек, убитых фиолетовыми чернилами; Б - передний конец туфельки (срез при большом увеличении); 1 - макронуклеус; 2 - реснички; 3 - трихоцисты; В - отдельные трихоцисты.

Эктоплазма имеет сложное строение, образуя большое количество органелл. Она выделяет на своей поверхности уже упоминавшуюся ранее эластичную пелликулу. У туфельки пелликула имеет сложную скульптуру: она образована правильными шестигранниками, в центре которых по-мещаются реснички. По-видимому, подобное строение увеличивает прочность наружной оболочки. Эктоплазме также принадлежат реснички и мембранеллы вместе с базальными тельцами. В эктоплазме многих ин-фузорий расположены в большом количестве так называемые трихоцисты (рис. 4). Это удлиненные палочковидные тельца, сильно прелом-ляющие свет. При раздражении трихоцисты выбрасываются через особые канальцы наружу в виде тончайшей струйки жидкости, застывающей в воде тонкой упругой нитью. Трихоцисты - органеллы нападения и защиты. Хищные при помощи трихоцист парализуют добычу; «мирные» - защищаются от нападения хищников. По происхождению трихоцисты представляют собой видоизменение двигательных органелл и образуются из базальных телец.
В эктоплазме при соответствующей обработке можно обнаружить сеть тончайших волоконец, лежащих вблизи базальных телец и трихоцист (рис. 3, А). Полагают, что эти волоконца - нейрофаны - проводят раздражения и обусловливают согласованную работу ресничного аппарата. Однако во многих случаях подобные волоконца имеют опорное значение. Выше было указано., что многие из них могут изменять форму тела. Это обусловлено тем, что в эктоплазме расположены особые со-кратительные нити, или мионемы. Так, у трубача (Stentor) и некоторых других система сократительных мионем состоит из множества продольно расположенных волоконец, идущих вдоль тела и вы-стилающих околоротовое углубление (рис. 5 А). Наибольшей степени сложности достигает система мионем у Caloscolex из желудка жвачных, описанная проф. В. А. Догелем (рис. 5, Б). У сидячих инфузории сувоек имеется довольно сложна устроенный стебелек, внутри которого также проходят мионемы. При раздражении сувоек их стебелек свертывается в спираль (рис. 45).
Определенная форма тела, иногда довольно причудливая, обусловлена присутствием в эктоплазме плотных скелетных образований. Чаще всего это целая система опорных волоконец (рис. 5, В).

Пищеварительные органеллы инфузорий начинаются ртом, или цитостомо м, представляющим собой отверстие в пелликуле. У многих рот помещается на дне особого углубления - околоротовой впадины, или перистома (рис. 26, А). У многих, питающихся мелкими организмами (бактериями), перис-том окружен спирально расположенным венчиком мембранелл (разноресничные и кругоресничные). В перистоме может быть расположена волнообразная перепонка (рис. 26 и 3, Б).

Мерцательные движения ресничек и мембранелл вызывают токи воды, которыми пищевые частицы (бактерии и пр.) подносятся ко рту. У многих хищных перистома нет, и пищу они заглатывают сильно рас-тягивающимся ртом (рис. 40, В).
Рот ведет в «глотку», или цитофаринкс, представляющую собой короткий канал, иногда также выстланный ресничками. У внутреннего края глотки образуется пузырек, состоящий из капельки жидкости, выделяемой эндоплазмой, в которую попадают накапливающиеся на дне глотки пищевые частицы. Так образуется пищеварительная вакуоля (рис. 2, А).
У туфельки при изобилии пищи примерно каждую минуту образуется новая пищеварительная вакуоля. Содержащие пищу вакуоли отрываются от глотки и перемещаются в эндоплазме инфузории, совершая определенный путь. Так, у туфельки каждая пищеварительная вакуоля сначала описывает малый круг в задней половине тела, а затем большой круг, доходя до переднего конца тела. Во время передвижения в вакуоле происходит переваривание пищи и всасывание переваренной пищи в эндоплазму. В пищеварительные вакуоли эндоплазма выделяет ферменты.

Рис. 6. Хищные инфузории, питающиеся другими инфузориями
А - Bursaria truncatella; Б - Dileptus unser; В - Spathidium spatula; Г - Didinium, пожирающие туфельку.

Установлено, что на разных этапах пищеварения кислотность содержимого вакуоли различна. Вначале содержимое вакуоли имеет кислую реакцию, затем щелочную.

Вакуоли, содержащие непереваренные остатки пищи, подходят к поверхности эктоплазмы. У многих инфузорий на определенном месте тела, ближе к заднему концу, в пелликуле имеется особое отверстие - цитопрокт, через которое и совершается дефекация (рис. 2, А). Процесс дефекации происходит значительно реже процесса образования пищеварительных вакуолей (через 7-10 мин), так как перед дефекацией несколько вакуолей с непереваренными остатками пищи сливаются в одну. Весь процесс пищеварения у туфельки, от образования вакуолей до дефекации, длится в зависимости от температуры от 1 до 3 ч.

Как было сказано выше, среди инфузорий немало хищников, питающихся другими (рис. 6). Например, крупная хищная Bursaria заглатывает туфелек и других, загоняя их в глотку движением мембранелл. У других хищников заглатывание происходит иначе. Рот их сильно растяжим, и они заглатывают и втягивают довольно крупных инфузорий. Некоторые хищные могут поедать инфузорий, значительно превышающих их собственные размеры. Так, сравнительно небольшие Didinium (рис. 40, Г) нападают на туфелек, убивают их особым хоботком, затем постепенно втягивают и переваривают.
Выделительные органеллы представлены у них одной, двумя или несколькими сократительными вакуолями, расположенными в определенных частях тела (рис. 2). Сократительные вакуоли часто имеют довольно сложное строение (рис. 7). Помимо самой вакуоли, периодически сжимающейся (состояние систолы) и расширяющейся (диастолы), к ней ведут расположенные в эндоплазме приводящие каналы. Благодаря этому выделяющиеся вещества поступают в сократительную вакуолю из различных частей тела инфузории. От вакуоли к пелликуле ведет выводной проток, открывающийся особым отверстием наружу (рис. 7).

Рис. 7. Строение сократительных вакуолей
А - сократительные вакуоли и приводящие каналы Paramecium caudatum; Б - сократи¬тельные вакуоли Campanella umbel- laria в состоянии диастолы (слева) и систолы (справа); В - схема строения сократительной вакуоли Cycloposthium; вакуоля открывается наружу постоянным каналом, окруженным осо¬быми мионемами-замыкателями (2); 2 - пелликула; Г - сократительная вакуоля Parame¬cium trichium с извитым выводным каналом (2).

При наличии двух вакуолей (например, у туфельки) они сокращаются поочередно. При 16°С каждая вакуоля сокращается через 20-25 сек (у туфельки).

Инфузории, подобно другим простейшим, способны реагировать на разнообразные внешние раздражения. В отличие от многих жгутиковых инфузории не имеют светочувствительных органелл. Роль чувствительных органелл играют главным образом реснички и мембранел- лы. У одних реснички сохраняют при этом двигательную функцию; у других же, например у стилонихии, спинные реснички служат только осязательными органеллами.
Реакция на раздражение выражается в замедлении или ускорении, а также в изменении направления движения (туфельки), в свертывании перистома и сжатии тела (стенторы, сувойки), в сокращении стебелька
(сувойки) и т. п. Инфузории весьма чувствительны к малейшему прикосновению посторонних пре-метов. Они очень чувствительны и к изменению химического состава среды, причем различные вещества действуют на них по-разному, вызывая либо положительную, либо отрицательную реакцию. Способность различно реагировать на разные химические вещества имеет большое значение в жизни инфузорий при нахождении необходимой им пищи и наиболее благоприятных условий существования. Для дыхания оний необходимо достаточное количество растворенного в воде кислорода. Они,
как и другие простейшие, дышат всей поверхностью тела. Поэтому инфузории положительно реаги-руют на попадание в капельку воды пузырька воздуха, собираясь возле него. Инфузории реагируют положительно или отрицательно на изменение температуры среды, причем каждый вид характеризуется приспособленностью к опре-
стоит из одного или нескольких макронуклеусов, имеющих различную форму (рис. 2 и 43), и одного или нескольких микронуклеусов. В деталях строение ядерного аппарата сильно варьирует. Так, обыкновенная туфелька (Paramecium caudatum) имеет один крупный макронуклеус и один микронуклеус, помещающийся в углублении макронуклеуса. У другого вида этого же рода - Р. aurelia - имеются два микронуклеуса. У сувоек макронуклеус имеет подковообразную форму, а у трубача, кроме очень удлиненного четковидного макронуклеуса, есть несколько микронуклеусов (рис. 43). Дифференцировка ядерного аппарата на вегетативное ядро - макронуклеус и на половое, или генеративное, ядро - микронуклеус характерна для всех ресничных инфузорий.
Микронуклеус отличается от макронуклеуса не только размером, но и числом хромосом. В то время как микронуклеус обладает диплоидным набором хромосом, макронуклеус полиплоиден, т. е. набор хромосом повторен у него много раз. Так, у туфельки Paramecium caudatum макронуклеус является 80-плоидным (по другим данным, 160-плоидным), а у близкого вида Р. aurelia - 1000-плоидным. У некоторых степень плоидности может доходить до 10-15 тыс.
Таким образом, ресничные инфузории по сравнению с другими простейшими имеют очень сложное строение. Оно усложняется в двух направлениях. Мы видели, что у инфузорий имеется большое число различных органелл, часто образующих целые системы, например систему пище-варительных, выделительных органелл и т. п. С другой стороны, для инфузорий характерно умножение, или полимеризация, многих органелл. Несомненно, реснички с базальными тельцами по происхождению соответствуют жгутиковому аппарату жгутиковых. Но по сравнению с полимеризацией локомоторных органелл у многожгутиковых, у инфузорий полимеризация идет значительно дальше. Развивается сложная система органелл, состоящая из огромного количества ресничек, частью превращающихся в мембранеллы, цирры и т. п. При этом сложность организации выражается в согласованном функционировании всего двигательного аппарата. Для инфузорий характерно также умножение числа ядер. Они имеют не менее двух ядер. Однако, в отличие от многожгутиковых, этот процесс усложняется еще дифференцировкой ядер.

Сосущие инфузории Suctoria

Рис. Сосущие инфузории
А - сосущая Dendrocometes para¬doxus; 1 - пойманная добыча; 2 - разветв¬ленные щупальца; 3 - сократительная вакуоля; 4- макронуклеус; Б - сосательное щупальце Dendrocometes; 1- пеллику¬ла; 2- канальцы; 3- цитоплазма; В- Sphaerophrya, сосущая нескольких ресничных. Инфузория-туфелька относится к типу инфузорий (Infusoria), который насчитывает свыше 7 тысяч видов. По сравнению с другими группами простейших инфузории имеют наиболее сложное строение, являясь вершиной организации одноклеточных животных. Инфузория-туфелька обитает почти во всех пресноводных водоемах и являются составной частью "пыли". Их легко можно обнаружить под микроскопом среди иловых частиц и остатков гниющих растений, взятых из аквариума.

Среди простейших инфузории-туфельки - довольно крупные организмы, размеры которых обычно колеблются от 0,1 до 0,3 мм. Свое название инфузория-туфелька получила благодаря форме своего тела, напоминающего дамскую туфельку.

Она сохраняет постоянную форму тела благодаря тому, что наружный слой ее цитоплазмы плотный. Все тело инфузории покрыто продольными рядами многочисленных мелких ресничек, которые совершают волнообразные движения. С их помощью туфелька плавает тупым концом вперед. От переднего конца до середины тела проходит желобок с более длинными ресничками. На конце желобка имеется ротовое отверстие, ведущее в глотку. Питаются инфузории главным образом бактериями, подгоняя их ресничками ко рту. Ротовое отверстие всегда открыто. Мелкие пищевые частицы проникают через рот в глотку и скапливаются на ее дне, после чего пищевой комок вместе с небольшим количеством жидкости отрывается от глотки, образуя в цитоплазме пищеварительную вакуоль. Последняя проделывает в теле инфузории сложный путь, в процессе которого осуществляется переваривание пищи.

Помимо бактерий инфузории питаются дрожжами и водорослями. При кормлении их водорослями следует избегать влияния прямого солнечного света, так как кислород, выделяемый только что заглоченными водорослями, может разорвать инфузории. Следует учитывать, что инфузории могут отфильтровывать и заглатывать любые частицы, не зависимо от их питательности. Поэтому следует избегать наличия в сосуде с инфузориями посторонних взвешенных частиц, поскольку переполнив свое ротовое отверстие посторонней взвесью, инфузории могут погибнуть.

Инфузория туфелька достаточно подвижна. Скорость ее перемещения при комнатной температуре составляет 2,0 - 2,5 мм/сек. Это большая скорость: за 1 секунду туфелька преодолевает расстояние, превышающее длину ее тела в 10- 15 раз. Это обстоятельство необходимо учитывать при выкармливании мелких, малоподвижных личинок некоторых икромечущих рыб, которые даже при высокой концентрации инфузорий могут оставаться голодными.

Для разведения инфузорий в домашних условиях лучше использовать чистую культуру, предварительно убедившись под микроскопом в ее чистоте. При отсутствии чистой культуры ее можно получить самому. Для этого на стекло помещают несколько капель взвеси ила с растительными остатками, взятыми со дна аквариума, к которым добавляют каплю молока или крупинку соли. Рядом с ней со стороны света, капают каплю свежей отстоянной воды. Обе капли соединяют водным мостиком с помощью отточенной спички. Туфелька устремляется в сторону свежей воды и света с большей скоростью, чем все остальные микроорганизмы. Размножаются туфельки очень быстро: для достижения максимальной их концентрации в 40 тыс. экз./см от одной единственной особи, при оптимальных условиях культивирования, необходимо менее месяца.

Для разведения туфельки обычно используют цельностеклянные сосуды объемом от 3 л. Хорошие результаты достигаются при комнатной температуре, но пик размножения инфузорий наблюдается при 22 - 26°С. В первые дни культивирования желательна слабая продувка, однако при этом не должен подниматься со дна банки осадок. При наличии продувки инфузории располагаются в нижней части банки, а при недостатке кислорода они устремляются к поверхности воды. Это их свойство обычно используют для концентрирования инфузорий перед скармливанием их личинкам.

В качестве корма для инфузорий можно использовать сенный настой, высушенные корки банана, тыквы, дыни, желтой брюквы, нарезанную кружками морковь, гранулы рыбьего комбикорма, молоко, сушеные листья салата, кусочки печени, дрожжи, водоросли, т.е. те субстанции, которые или непосредственно потребляются туфельками (дрожжи, водоросли), или являются субстратом для развития бактерий.

При использовании сена, его берут 10 г и помещают в 1 л воды, кипятят в течение 20 мин, затем фильтруют и разбавляют равным количеством или двумя третями отстоянной воды. Во время кипячения погибают все микроорганизмы, но сохраняются споры бактерий. Через 2 - 3 дня из спор развиваются сенные палочки, служащие пищей для инфузорий. По мере необходимости настой добавляют в культуру. Настой хранится в прохладном месте в течение месяца.

Туфельку можно разводить на сушеных листьях салата или кусочках печени, помещенных в мешочек из марли.
Кожуру спелых, неповрежденных бананов, дынь, брюквы, тыквы высушивают и хранят в сухом месте. Перед внесением в культуру берут кусочек размером 1 - 3 см, ополаскивают и заливают 1 л воды. Гидролизные дрожжи вносят из расчета 1 г на 100 литров. Наиболее простым способом является разведение туфелек на снятом, кипяченом или сгущенном (без сахара) молоке: его вносят в культуру 1 - 2 капли на 1 л) один раз в неделю. Туфельки используют молочнокислых бактерий.

При использовании вышеуказанных кормов важно не передозировать питание. В противном случае быстро размножающиеся бактерии оставят инфузорий без кислорода. При выращивании инфузории на бактериях они обладают положительным фототаксисом, т.е. стремятся к свету. Можно разводить инфузорий на водорослях сценедесмусе и хлорелле. Хороших результатов можно добиться при культивировании инфузорий со слабой продувкой, когда на 1 л водорослей вносится 1 гранула карпового комбикорма. Инфузории, накормленные водорослями, обладают отрицательным фототаксисом: они стремятся в темноту. Это их свойство можно использовать при выкармливании тенелюбивых личинок рыб. Используют культуру инфузорий, как правило, не дольше 20 дней. Для постоянного поддержания культуры ее заряжают в двух банках с интервалом в неделю, при этом каждую банку перезаряжают каждые две недели. Для длительного хранения культуры инфузорий, ее помещают в холодильник и хранят при температуре + 3°- + 10°С.

Сбор инфузорий производят в местах наивысшей их концентрации с помощью резинового шланга. Концентрировать инфузорий можно при помощи аккуратного внесения в культуру солевого раствора, который, опускаясь на дно банки, заставляет инфузорий концентрироваться у поверхности. Более простой способ сбора инфузорий заключается во внесении в культуру молока с одновременным отключением продувки. Через 2 часа инфузории концентрируются у поверхности с освещенной стороны банки.

Особенно хороших результатов можно добиться, если культуру поместить в цилиндр, добавив в него молоко и соль. В этом случае на поверхность жидкости кладут вату и затем на вату осторожно доливают свежую воду, при этом верхнюю часть цилиндра освещают. Через полчаса большинство туфелек перемещается в свежую воду и эту воду с инфузориями переносят в сосуд с личинками рыб. Для выкармливания многих харациновых и ряда других рыб, личинки которых не выносят присутствия бактерий, инфузорий в чистой воде выдерживают сутки-двое. За это время туфельки поедают всех бактерий и таким образом дезинфицируют воду.

Для постоянного поступления инфузорий в аквариум с личинками рыб, банку с инфузориями помещают над аквариумом и из нее по шлангу с зажимом вода с инфузориями по каплям поступает в аквариум с личинками. Можно воду с инфузориями переливать не шлангом, а по смоченной льняной нитке. Кормление инфузориями личинок большинства рыб обычно осуществляется всего лишь в течение первых двух-трех суток с постепенным добавлением (на вторые сутки) более крупных кормовых организмов.

Инфузорий существует много видов. Большинство их живёт в воде, преимущественно в стоячей. Наиболее распространённой инфузорией пресных водоёмов является туфелька. Она живёт в самых различных водоёмах.

Строение инфузории туфельки немного отличается от амёбы протей и эвглены зелёной . Например, благодаря наличию оболочки инфузория не образует ложноножек.

Инфузория туфелька больше амёбы и эвглены. Длина её тела достигает 0,3 – 0,5 мм. Если смотреть против света в стеклянный сосуд с водой, в которой плавают туфельки, то их можно заметить и невооружённым глазом в виде крошечных белых пятнышек. Они так быстро передвигаются, что их бывает трудно рассмотреть даже в микроскоп при малом увеличении. Так быстро движутся туфельки потому, что их тело покрыто множеством тончайших протоплазматических образований – ресничек. Реснички колеблются и загребают воду, наподобие вёсел. С помощью ресничек также осуществляется питание инфузории туфельки, расположенные вокруг рта, они движутся в одном направлении, подгоняя пищу.

При изучении строения инфузории туфельки видно, что тело её покрыто тончайшей оболочкой, поэтому оно имеет более или менее постоянную форму. Благодаря наличию оболочки инфузория туфелька не образует ложноножек. Тело инфузории туфельки состоит из протоплазмы, в которой находятся два ядра: большое и малое.

Подобно другим беспозвоночным животным инфузория туфелька обладает способностью отвечать на внешние раздражения. Если поместить туфелек в капле воды на предметное стекло и ярко осветить с одной стороны, то можно заметить что они быстро соберутся на освещённой части стекла, в то время как амёбы обыкновенные собираются на затемнённом участке стекла. Можно на предметное стекло поместить рядом две капли воды с туфельками, а затем сделать с помощью стеклянной палочки водяной мостик между каплями. Если в одну из них внести кристаллик соли, то туфельки переплывут в ту каплю, где соли нет.

Инфузории туфельки в воде собираются вокруг пищи. Питается инфузория туфелька микроскопическими организмами. На движения туфелек влияет также температура воды. Если поместить их в пробирку с водой, температура которой на одном конце 30 – 35°, а на другом – около 15°, то туфельки соберутся в наиболее благоприятной для них температурной зоне – около 25 – 27°.

Так же как амеба и эвглена, инфузории туфельки дышат всей поверхностью тела. В теле инфузории туфельки имеются две сократительные вакуоли. В них по канальцам поступают вредные вещества, образующиеся в протоплазме. Эти вакуоли то расширяются, то сжимаются. Сокращаясь, они освобождают тело инфузории туфельки от излишней воды и вредных веществ.

Размножение инфузории туфельки осуществляется подобно амебе, то есть делением клетки. Так же как и амебы, инфузории в неблагоприятных условиях образуют цисты.

Тип Инфузории, или Ресничные, - наиболее сложноорганизованные простейшие. На поверхности тела у них имеются органоиды движения - реснички. В клетке инфузории два ядра: большое ядро отвечает за питание, дыхание, движение, обмен веществ; малое ядро участвует в половом процессе.

Особенности строения и жизнедеятельности инфузорий рассмотрены на примере инфузории-туфельки.

Среда обитания, строение и передвижение. В тех же водоемах, где живут амеба протей и эвглена зеленая, встречается и инфузория-туфелька (рис. 30). Это одноклеточное животное длиной 0,5 мм имеет веретеновидную форму тела, отдаленно напоминающую туфлю. Инфузории-туфельки все время находится, к движении, плавая тупым концом вперед. Скорость передвижения этого животного достигает 2,5 мм в секунду.

Рис. 30. Строение инфузории-туфельки: 1 - реснички; 2 - сократительная вакуоль; 3 - цитоплазма; 4 - большое ядро; 5 - малое ядро; б - клеточная мембрана; 7 - клеточный рот; 8 - клеточная глотка; 9 - пищеварительная вакуоль; 10 - порошица

Организм инфузории устроен сложнее, чем у амебы и эвглены. Тонкая эластичная оболочка, покрывающая инфузорию снаружи, сохраняет постоянную форму ее тела. Этому же способствуют хороню развитое опорные волоконца, которые находятся в прилегающем к оболочке слое цитоплазмы. Па поверхности тела инфузории расположено около 15 тыс. колеблющихся ресничек. У основания каждой реснички лежит базальное тельце. Движение каждой реснички состоит из резкого взмаха в одном направлении и более медленного, плавного возвращения к исходному положению. Реснички колеблются примерно 30 раз в секунду и словно весла толкают инфузорию вперед, волнообразное движение ресничек при этом согласованно. Когда инфузория-туфелька плывет, она медленно вращается вокруг продольной оси тела.

Под эластичной оболочкой по всему телу разбросаны особые образования - трихоцисты (от греч. трихос - «волос» и кистис - «пузырь»). Это короткие «палочки», расположенные в один слой перпендикулярно поверхности тела. В случае опасности трихоцисты с силой выбрасываются наружу, превращаясь в тонкие длинные упругие нити, которые поражают хищника, нападающего на туфельку. На месте использованных трихоцист со временем возникают новые.

Питание. На теле инфузории имеется углубление - клеточный рот, который переходит в клеточную глотку. Около рта располагаются более толстые и длинные реснички. Они загоняют в глотку вместе с потоком воды бактерий - основную пищу туфельки. На дне глотки пища попадает в пищеварительную вакуоль. Пищеварительные вакуоли перемещаются в теле инфузории током цитоплазмы. В вакуоли пища переваривается, переваренные продукты поступают в цитоплазму и используются для жизнедеятельности. Оставшиеся в пищеварительной вакуоли непереваренные остатки выбрасываются наружу в заднем конце тела через особую структуру - порошицу.

Инфузория-туфелька находит свою добычу, чувствуя наличие химических веществ, которые выделяют скопления бактерий.

Выделение. В организме инфузории-туфельки находятся две сократительные вакуоли, которые располагаются у переднего и заднего концов тела. Каждая вакуоль состоит из центрального резервуара и 5-7 направленных к этим резервуарам каналов. Сначала заполняются жидкостью каналы, потом она попадает в центральный резервуар, а затем жидкость изгоняется наружу. Весь цикл сокращения этих вакуолей проходит один раз за 10-20 секунд. Сократительные вакуоли выводят наружу вредные вещества, которые образуются в организме, и излишек воды.

Дыхание. Как и у других свободноживущих одноклеточных животных, у инфузорий дыхание происходит через покровы тела.

Размножение. Половой процесс. Инфузории-туфельки обычно размножаются бесполым путем - делением надвое (рис. 31, А). Однако, в отличие от жгутиковых, инфузории делятся поперек тела. Ядра делятся на две части, и в каждой новой инфузории оказывается по одному большому и по одному малому ядру. Каждая из двух дочерних инфузорий получает часть органоидов (например, сократительные вакуоли), а другие образуются заново. Инфузории-туфельки делятся один-два раза в сутки.

Рис. 31. Бесполое размножение (А) и половой процесс (Б) у инфузории-туфельки

При половом процессе увеличения числа особей не происходит. Две инфузории временно соединяются друг с другом (рис. 31, Б). На месте соприкосновения оболочка растворяется, и между животными образуется соединительный мостик из цитоплазмы. Большое ядро каждой инфузории исчезает. Малое ядро дважды делится, и в каждой инфузории образуются четыре дочерних ядра. Три из них разрушаются, а четвертое снова делится. В результате в каждой инфузории остается по два ядра. Одно из этих ядер каждой из двух особей по цитоплазматическому мостику переходит в другую инфузорию (то есть происходит обмен ядрами) и там сливается с оставшимся ядром. Затем в каждой инфузории из этого вновь образовавшегося ядра формируются большое и малое ядра, и инфузории расходятся. Такой половой процесс называется конъюгацией. Он длится около 12 часов.

Половой процесс ведет к обновлению, обмену между особями и перераспределению наследственного (генетического) материала, что увеличивает жизнестойкость организмов.

Рис. 32. Многообразие инфузорий: 1 - бурсария; 2 - стентор; 3 - стилонихия; 4 - сувойка

У бурсарии одно большое и длинное колбасовидное ядро, малых ядер - около 30. Большинство инфузорий активно плавает, однако некоторые из них, например стилонихия, передвигаются по дну водоема, по водным растениям, как бы шагая на особых удлиненных ресничках, расположенных на брюшной стороне тела. Другие инфузории, например сувойки, прикрепляются ко дну или к растениям длинными стебельками, которые могут сокращаться благодаря особым сократительным волоконцам. Многие сувойки образуют колонии. Питаются эти инфузории преимущественно бактериями. Сосущие инфузории также ведут сидячий, неподвижный образ жизни. У них отсутствуют реснички. Они снабжены сосательными щупальцами в виде тонких сократимых трубочек, которые служат для ловли добычи (главным образом других простейших) и высасывания из нее содержимого. Прикоснувшиеся к щупальцам простейшие, например жгутиконосцы, мгновенно к ним прилипают. А затем содержимое жертвы всасывается, как бы перекачивается по щупальцу внутрь сосущей инфузории.

Рис. 33. Простейшие из желудка копытных животных

Некоторые инфузории обитают в кишечнике крупных травоядных копытных животных (рис. 33). У коров, овец, коз, антилоп, оленей инфузории в огромных количествах населяют передние отделы желудка. Эти инфузории питаются бактериями, зернами крахмала, грибками, частичками растительных тканей. Более крупные инфузории пожирают более мелких. В других отделах желудка травоядных животных инфузории перевариваются. Таким образом, эти инфузории приносят пользу тем животным, в чьих желудках они обитают. Заражение инфузориями происходит в момент группового кормления или водопоя.

Лабораторная работа № 1

1. Тема. Строение и передвижение инфузории-туфельки. Цель. Изучить особенности строения и передвижения инфузории-туфельки.
2. Оборудование: микроскоп, штативная лупа, предметное и покровное стекла, пипетка, вата, культура инфузории-туфельки в пробирке.

Ход работы

1. Установите, видны ли невооруженным глазом инфузории-туфельки в пробирке.
2. На предметное стекло нанесите из пробирки каплю воды с инфузориями-туфельками. Рассмотрите с помощью лупы форму тела, внешнее строение, отличие передней части тела от задней, способ передвижения. Сосчитайте число инфузорий в капле воды.
3. Поместите две капли воды с инфузориями на предметное стекло, соедините их водяным «мостиком». На край одной капли положите кристаллик соли. Объясните происходящие явления.
4. В каплю воды с инфузориями положите два-три волоконца ваты (для замедления движения инфузорий). Осторожно накройте покровным стеклом.
5. Поместите препарат под микроскоп. Рассмотрите вначале при малом, а затем при большом увеличении микроскопа то, что происходит внутри тела инфузории.
6. Зарисуйте внешнее и внутреннее строение инфузории-туфельки, пользуясь большим увеличением микроскопа. Сделайте необходимое обозначение.
7. На основе наблюдений перечислите признаки, характерные для инфузорий как представителей простейших.

Инфузории - сложно организованные простейшие. Имеют в клетке два ядра: большое и малое. Размножаются бесполым и половым путем. Половое размножение способствует обновлению, обмену между особями и перераспределению наследственного (генетического) материала, что увеличивает жизнестойкость инфузорий.

Упражнения по пройденному материалу

1. Почему инфузория-туфелька так названа?
2. Какие признаки доказывают более сложную организацию инфузории-туфельки по сравнению с амебой протеем и эвгленой зеленой?
3. Как проявляется более сложное, чем у других простейших, строение инфузории-туфельки в процессах питания и выделения?
4. В чем особенности процесса размножения инфузории-туфельки?
5. Почему важное биологическое значение имеет половой процесс в жизни инфузории-туфельки?