Простейшие. Общие черты простейших, многообразие. Отличительные признаки живого и неживого

Известно около 70000 видов простейших, обитающих в воде и в почве. Некоторые из них поселяются в теле многоклеточных животных и в организме человека.

Общая характеристика простейших.

У всех простейших, независимо от того, являются они одноклеточными или колониальными организмами, каждая клетка может выполнять все функции живого организма. Она может самостоятельно перемещаться, питаться, перерабатывать пищу, дышать, выбрасывать наружу ненужные переработанные вещества, размножаться путем деления. Даже у колониального простейшего, чьи клетки связаны вместе, если осторожно отделить какую-нибудь клетку от колонии, она сможет жить самостоятельно, так как сохраняет все функции целого организма. Основу клетки простейших составляют ядро и цитоплазма с различными выростами и включениями. Известно около 70000 видов простейших.Таким образом, простейшие животные сочетают в себе функции клетки и самостоятельного организма.

Дизентерийная амёба.

К амебам относятся также фораминиферы - морские корненожки . Их тело, диаметром 0,1-1 мм, иногда до 20 см, заключено в раковину, часто известковую. Через устье и поры раковинок высовываются ложноножки в виде длинных переплетающихся нитей. Раковины фораминифер образуют значительную часть морских илов, морских осадков и пород. Из них образовались месторождения ценного строительного материала - известняка.

Лучевик.

Лучевики, или радиолярии , напоминающие крошечные звездочки, снежинки, колючие шарики или другие фигуры, тоже морские амебы. Они парят в толще воды. Причудливую форму придают им раковинки, состоящие из кремнезема. Скопления раковин вымерших лучевиков иногда образуют большие залежи. Их разрабатывают и используют для шлифовки и полировки металлов, для приготовления наждачной бумаги.

Инфузории.

Известно более 7000 видов инфузорий. Все они, как и инфузория-туфелька, во взрослом или молодом состоянии имеют многочисленные реснички, расположенные на поверхности тела, а также обладают своеобразным ядерным аппаратом - большим и малым ядрами. Большинство видов инфузорий обитает в пресной или соленой воде, питается бактериями, одноклеточными животными и мелкими водорослями. Некоторые инфузории живут в желудке жвачных млекопитающих, не причиняя вреда. Наоборот, они помогают им, способствуя перевариванию трудноусваиваемой пищи - клетчатки. Так, в желудке одной коровы общая масса инфузорий достигает 3 кг.

Простейшие - одноклеточные животные, тело которых состоит из одной клетки. Однако их нельзя рассматривать как просто организованные формы, потому что морфологически клетка простейших равноценна клетке многоклеточного организма. В физиологическом отношении клетка простейших - целостный организм, которому присущи все проявления жизни: обмен веществ, раздражимость, рост, размножение и т. д. Роль органов у них выполняют органоиды.

Простейшие были открыты в 1675 году голландским естествоиспытателем Антуаном ван Ливенгуком. В первой классификации животных, предложенной в 1759 году шведским ботаником Карлом Линнеем, простейшие были объединены в один род под названием «хаос» (Chaos), который входил в тип червей. Только в 1845 году Келликер и Зибольд выделили их в самостоятельный тип животных. И лишь совсем недавно, в 1980 году Левайн установил для простейших отдельное подцарство

Различают от 5 до 7 типов простейших, каждый тип включает несколько классов. К настоящему времени описано более 30 тыс. видов, существует же их гораздо больше.

Происхождение одноклеточных

Как изветсно, первые живые существа возникли в первобытном мировом океане и были похожи на мельчайшие слизистые комочки. У них не было ни ядер, ни вакуолей, ни других частей клеток, но они могли расти, поглощая из окружающей среды питательные вещества, размножаться. В результате действия естественного отбора эти организмы постепенно усложнялись. От них и произошли первые одноклетчные организмы, имеющие ядра. Как установлено, они на самых ранних этапах эволюции живой природы дали начало одноклеточным животным и примитивным грибам. Их предками были древнейшие одноклеточные организмы - простейшие жгутиковые (так считают многие биологи).

Выводы:

1. Первым из животных на Земле появились одноклеточные животные, относящиеся к простейшим.

2. Среди простейших имеются не только одноклеточные формы, но и колониальные (вольвокс).

Общая характеристика простейших

1. Простейшие - одноклеточные животные, тело которых состоит из одной клетки. Морфологически клетка простейших равноценна клетке многоклеточного организма. В физиологическом отношении клетка простейших - целостный организм, которому присущи все проявления жизни: обмен веществ, раздражимость, рост, размножение и т. д. Роль органов у них выполняют органоиды.

2. Это широко распространенная группа животных, находящаяся в состоянии биологического прогресса. В ходе эволюции они приобрели многочисленные приспособления к условиям жизни в разных средах обитания (моря, пресные водоемы, сырая почва, жидкая среда других организмов).

3. Размеры простейших микроскопически малы. Их тело (клетка) состоит из цитоплазмы, в которой различают наружный слой - эктоплазму и внутрений - эндоплазму. У большинства видов клетка снаружи покрыта оболочкой, она придает животному постоянную форму (исключение - саркодовые). В эндоплазме, помимо органоидов, присущих всем клеткам, находятся органоиды, выполняющие функции пищеварения, выделения, движения (жгутики, реснички), защиты (трихоцисты у инфузорий), светочуствительный глазок (у свободноживущих жгутиковых).

4. По способу питания - это типичные гетеротрофные организмы (исключение эвглена зеленая).

5. Дышат всей поверхностью тела.

7. Размножение осуществляется бесполым или половым путем.

8. Простейшие как полноценные живые организмы реагируют на воздействие внешней среды, т.е. обладают раздражимостью, которая проявляется в различных движениях (таксисах). Различают положительные таксисы (когда животные движется к раздражителю) и отрицательные таксисы (когда уходит от раздражителя).

9. Инцистирование - важная биологическая черта простейших - это способность при попадании в неблагоприятные условия образовывать цисту. Инцистирование обеспечивает не только переживание неблагоприятных условий, но и способствует широкому расселению.

10. Это самый древний тип животных. К наиболее древним классам этого типа следует относить жгутиковых и саркодовых, которые произошли от примитивной, вымершей к настоящему времени группы эукариотических гетеротрофных организмов. Инфузории связаны в своем происхождении со жгутиковыми. От жгутиковых (через колониальные формы) произошли и все многоклеточные животные.

Тип включает следующие классы:

жгутиковые, саркодовые или корненожки, инфузории, споровики и другие.

Лабораторный практикум. Методика разведения и содержания культур простейших животных, и применение их в учебном процессе

Найти свободноживущих простейших в природе можно почти в каждом водоеме - в пруду, канаве, болоте, в прибрежных час-тях больших водоемов и т.д. Они встречаются в толще и на дне; на различных подводных предметах, на водных растениях, среди гниющих растительных остатков и в почве.

Мелкие размеры простейших затрудняют работу с ними. Од-нако их обилие в природе и легкая доступность, а также простота их содержания и разведения благоприятствуют работе с ними.

Живые культуры простейших необходимы учителю при изучении простейших, которыми начинается курс зоологии, при изу-чении клеточных форм жизни в разделе цитологии общей биологии, в кружковой работе и при выполнении учащимися внеклас-сных индивидуальных работ и экскурсий по изучению водной фауны. В процессе изучения культур простейших они знакомятся со свободноживущими одноклеточными организмами, учатся находить их в природе, содержать и разводить культуры простейших в лаборатории и у себя дома в качестве живого корма для некоторых мальков аквариумных рыб. Подробно знакомятся с их строением, образом жизни важнейших представителей прос-тейших, их размножением и взаимоотношениями с другими фор-мами, знакомятся с признаками классов и отрядов простейших.

Опыт работы многих учителей биологии убеждает в том, что при изучении простейших учащимся доступно разведение инфузорий на различных питательных средах, наблюдение за образованием пищеварительных вакуолей при «подкармливании» их безвредными для них красками, проведение опытов, выясняющих характер поведения инфузорий в зависимости от действия на них различных раздражителей: кристалликов поваренной соли, ку-сочков бактериальной пленки, света, а также быстроту размножения инфузорий в зависимости от температуры окружающей среды.

Во всех случаях, когда это возможно, знакомство с животным, должно начинаться с рассмотрения его в живом виде. Рассмотрение живого животного по сравнению с изучением фиксированного имеет целый ряд преимуществ:

1. Изучающий видит естественную окраску животного, естественную форму тела, характерные позы, может наблюдать способ движения животного и его реакции на внешние раздражители.

2. Наблюдая живых животных, лучше всего можно понять один из важнейших принципов живого организма - единство формы и функции.

Различные свободноживущие простейшие - амеба, эвглена, инфузории (саркодовые, жгутиконосцы и инфузории) обитают нередко совместно. Поэтому наряду со специальными приемами работы имеется ряд общих условий при разведении простейших ряд общих правил:

1. Сбор простейших в природе непосредственно перед занятием ненадежен.

2. Раздаточный материал в нужном количестве и качествен-ном составе обеспечивается только культивированием, т.е. созда-нием условий, благоприятных для жизни и размножения прос-тейших.

3. Для получения сборной культуры простейших применяется только стеклянная посуда из прозрачного (не зеленовато-бутылоч-ного) стекла. Можно использовать любую стеклянную посуду банки, стаканы, простоквашницы, чашки Коха, чашки Петри ем-костью от 300 мл до 3-4 литров. Любая металлическая посуда непригодна из-за вредного влияния на животных металла, растворенного в воде, хотя бы даже в ничтожных дозах.

Вода. Водопроводная вода непригодна, т. к. она хлорированная. Ее можно применять только после дехлорирования, для чего ее оставляют в стеклянном сосуде в течение 7-10 дней для улетучи-вания хлора, время от времени перемешивая стеклянной палочкой. За это время она насыщается кислородом. Перед использованием воду профильтровать через бумажный складчатый фильтр, по ме-ре испарения добавляя свежую воду, сохраняя по возможности один, и тот же уровень.

Самая надежная вода для разведения простейших - это дождевая, талая, озерная, прудовая, предварительно подвергается кипячению, а затем фильтруется через густое шелковое сито пли бумажный складчатый фильтр.

Условия содержания культур. Развитие простейших во многом зависит от температуры воды и освещения:

1. Наиболее благоприятная температура в пределах 18-23°С, отрицательно влияет резкая смена температур.

2. Банки с культурой ставят вблизи окна, но защищают от не благоприятного воздействия прямых солнечных лучей (занавеска-ми, ширмой, картонной пластинкой).

3. Устранить всякую возможность загрязнения воды каким-либо химическим веществом.

4. Нельзя переносить банки с культурами с одного места на другое во избежание встряхивания жидкости.

5. Держать банки закрытыми стеклянными пластинками, что уменьшает испарение воды и загрязнение культуры пылью.

Питательная среда для простейших . Пищей простейших чаще всего служат бактерии, поэтому для культивирования бактерий готовят питательную среду, богатую бактериями. Используют обычно рисовые, почвенные и навозные настои.

1. Рисовый (пшеничный). В колбе с водой кипятят несколько минут зёрна риса или пшеницы, одновременно в колбе кипятят воду, затем остужают, фильтруют и помещают в чашки Петри (Коха) и в каждую помещают 5-6 зёрен.

2. Почвенный настой: 1/4 банки насыпают садовой (огородной) почвенной земли и на 3/4 сырой воды.

3. Навозный настой: 100г конского навоза, выдержанного в течение 10 дней в прохладном месте (в подвале), добавляют I литр кипятка при постоянном помешивании.

4. Смешанный настой: 100г. почвенной земли + 50г.навоза + 1 литр кипячёной горячей воды.

Питательные среды оставляют открытыми на 7-10 дней для развития в них бактерий.

Внесение в культуру простейших. Берут три банки и наполняют водой из разных водоёмов - канавы, лужи, пруда; на дно кладут ил, свежую и разлагающуюся растительность. Воду наливают через сетку из капроновой ткани, чтобы избавиться от хищных животных (рачков, червей), питающихся инфузориями, затем эту воду в количестве 200-500 мл прилить в сосуд с питательной средой.

Сборная культура простейших ставится не позднее как за месяц до использования её на занятиях. Время от времени она просма-тривается, для чего берут пипеткой пробы из разных мест - со дна, из толщи воды, с поверхности плёнки, затем отмечают видовой состав простейших.

Ловить простейших в водоёме следует сачком из плотной мате-рии. Собирать их надо из различных участков водоёма-со дна, из толщи, с поверхности, и разместить в отдельные банки, снабдив их соответствующей этикеткой с указанием, где и когда взята проба, из какого водоёма и из какой его части (со дна, из толщи воды).

Культуры простейших, взятые летом и осенью, можно без боль-ших трудностей содержать в течение всего года, хотя простейших можно найти в природе и зимой - в иле на дне водоёма зарослей имеются цисты этих животных.

Исследование культур. Амебу и инфузорию трубача исследуют под лупой, а остальные под микроскопом.

Стёкла для препарата (предметное и покровное) должны быть чистыми и сухими, поэтому, приступая к работе, их надо хорошо протереть. Держать стекло следует двумя пальцами (удобнее всего большим и указательным) за его противоположные края, не касаясь пальцами поверхности стекла во избежание загрязнения его.

Пипеткой наносят каплю культуры на предметное стекло; держа покровное стекло указанным способом в несколько наклоненном положении, прикладывают нижний край его к предметному стеклу в основании капли и плавно опускают его на каплю.

Капля культуры не должна быть очень-большой, чтобы предметное стекло не плавало на ней. Излишнюю жидкость следуем оттянуть фильтровальной бумагой.

В случаях, когда фильтруют достаточно крупные объекты (амёба протеи, вольвокс, инфузория трубач) и есть опасность повредить их, накрывая покровным стеклом, то на жидким стекло из воска или пластилина делают небольшие «ножки», приподнимающее покровное стекло. Воск согревают между пальцами руки и царапают по нему каждым из четырёх углов покровного стекла, стекло кладут на каплю ножками вниз.

Разведение инфузорий. Обычно инфузорий разводят в искусственных условиях. Для кормления мальков чаще всего используют туфельку P. caudatum, размеры которой обычно колеблются от 0,1 до 0,3 мм.

Для разведения туфелек лучше всего брать чистую культуру инфузорий. Если невозможно приобрести чистую культуру, то можно развести её самому.

Туфельки встречаются почти в каждом водоёме. Добывают их таким образом: воду из водоёмов наливают в три стеклянные банки; в одну из них кладут взятые со дна веточки, гниющие листья и прочие разлагающиеся растительные остатки, в другую собирают различные растения (ряска, элодея), в третью - ил, взятый со дна. Таким образом, в трёх банках будут созданы различные условия для жизни туфелек. После заполнении водой банки нужно просмотреть и удалить из них всех ракообразных, насекомых и их личинок, так как большинство этих животных поедают инфузорий.

Летом можно также взять пробу со дна высохшего водоема, а зимой - грунт из-подо льда. Банки ставят на светлое место (не под прямые лучи солнца) при комнатной температуре и закрывают стёклами.

После того, как банки простоят 2-3 дня, их слегка встряхивают и просматривают на свет. При этом можно определить, много ли туфелек в сосуде и нет ли там её врагов - водных насекомых и ракообразных.

Взяв каплю из банки на предметное стекло, просматривают её с помощью микроскопа или лупы. Туфелек легко отличить от других животных по их быстрому плавному движению. Тело у них веретенообразное, напоминающее по форме подошву туфли.

Под малым увеличением микроскопа хорошо видно, как при движении вперёд они вращаются вокруг своей оси.

Инфузории часто массами скапливаются у кусочков органи-ческих остатков листочка или у поверхностной бактериальной плёнки, где они питаются бактериями. При неравномерном" осве-щении сосуда подавляющее большинство туфелек концентрируется у более освещенной стенки. В закрытом сосуде и вообще при недостатке кислорода в воде они держатся у поверхности.

Если размножение происходит недостаточно быстро, можно добавить в воду 1-2 капли кипячёного молока, но обычно через 2-3 дня инфузорий бывает вполне достаточно. В таком случае берут каплю воды у стенки, расположенной со стороны света, и тщательно просматривают её под микроскопом при малом увеличении.

Если в пробе не обнаруживается никаких животных, кроме туфелек, то культура пригодна для массового размножения. В противном случае большая капля воды с максимальной кон-центрацией инфузорий располагается на чистом стекле, а рядом с ней со стороны света располагается капля свежей отстоявшейся воды. Обе капли соединяются с помощью отточенной спички вод-ным мостиком; туфельки устремляются в сторону свежей воды и света с большой скоростью, чем все остальные микроорганизмы. Размножаются туфельки очень быстро, поэтому в начале для разведения нет необходимости в их больших количествах.

При разведении туфелек можно употреблять различные сосу-ды, наиболее удобны стеклянные банки. Наилучшей является вода с температурой около 26°С, достаточно хорошие результаты получаются при комнатной температуре, но сохранить культуру можно при гораздо более низкой температуре (4-10° С и даже ниже). Длительное содержание культуры при оптимальной тем-пературе приводит к их бурному размножению, а затем к быст-рому исчезновению.

Лучше всего при разведении инфузорий использовать трех-литровые банки. В одной из них отстаивается вода, доливаемая взамен убывающей, а в двух поддерживается культура инфузории. Из них по очереди берутся туфельки из мест их наибольшей концентрации с помощью резиновой груши со стеклянных наконечником.

Туфелек можно культивировать на банановой кожуре. Кожуру спелых неповрежденных бананов высушивают, а затем хранят в сухом помещении; сушеную кожуру промывают и в не большом количестве (1-3 см 3) помещают в культуру.

Наиболее простым является разведение туфелек на снятом сыром или кипяченом молоке. Молоко нужно добавлять по 1-3 капли в несколько дней (лучше меньше, чем больше). При образовании осадка на дне или мути на стенках сосуда банку следует вымыть, налить отстоянную воду и поместить в нее культуру туфелек. Необходимо всегда держать в запасе культуру тyфелек, которой можно заменить погибшую, т. к. культура на молоке очень нестойкая (особенно легко погибает при его избытке). В молочном растворе туфельки питаются размножающимися там в огромном (количестве молочнокислыми бактериями.

Можно разводить туфелек на сенном настое. Для этого в чистую кастрюлю или колбу кладут 10г лугового сена ни литр воды и кипятят в течение 15-20 минут. За это время погибают все простейшие и их цисты, но сохраняются споры 6актерий. После кипячения остывший настой фильтруют через воронку с ватой, разливают в сосуды и закрывают ватно-марлевыми тампонами. Через 2-3 дня из спор развиваются сенные палочки, служащие пищей для инфузорий. В таком виде в настои можно по мере необходимости добавлять культуру. Сохраняется он в течение месяца.

Туфелек можно разводить на сушеных листьях салата, помещенных в мешочек из марли, и на пекарских дрожжах.

Туфельки служат естественными санитарами пресных пол, уничтожающими бактерий.

Для получения чистой культуры необходимо освободи п. культуру от бактерий и взвешенных в воде органических частик Богатую культуру инфузорий помещают в цилиндр, сверху ил жидкость кладут вату и затем осторожно, на вату доливают свежую воду. Через полчаса большинство туфелек перемещают в свежую воду и вместе с нею их переносят грушей в сосуд отстоявшейся водой.

Эвглены - мелкие одноклеточные животные организмы, относящиеся к группе зелёных жгутиконосцев типа саркомастн лофоры. Так же, как для других представителей класса жгутиконосцев, для них характерно наличие жгутиков. У эвглен имеются особые органоиды - хроматофоры, содержащие хлорофилл, с помощью которого они, подобно растениям, синтезируют на свету углеводы из неорганических, веществ. Эта осо-бенность эвглен сближает их с растениями и в то же время выделяет эвглен как совершенно особый вид корма для мальков ряда рыб, в частности растительноядных.

Разведенке жгутиконосцев. Многочисленные виды рода Euglena часто встречаются в озерах, прудах, канавах и лужах. Многие из них населяют водоемы, богатые органическими ве-ществами. Особый интерес представляют эвглены, добытые в постоянных и временных лужах, они имеют то преимущество, что их можно сохранить в засушенном виде. Кроме того, они лучше поддаются культивированию па средах, составленных на дистиллированной воде, т. е. с определенным химическим составом.

В водоемах обитает много видов эвглен, отличающихся как по размерам, так и по форме тела. Наиболее часто встречается E. visidis - эвглена зеленая. Тело ее имеет веретеновидную форму, задний конец заострен. Спереди имеется жгутик, у его основания расположена ярко-красная стигма-глазное пятно. Снаружи эвглена покрыта оболочкой, внутри видны зеленые хроматофоры и бесцветные ядра парамила, представляющего продукт, ассимиляции.

Эвглен можно добывать в лужах с помощью водного сачка, но гораздо удобнее разводить их в культуре.

В качестве питательной среды можно использовать настой, на почве, взятой со дна водоема (в частности, пересохшего), где эти организмы обычны. Однако удобнее пользоваться специаль-ными средами: Кнопа и Бенеке.

Состав среды Кнопа: вода дистиллированная-1000 мл, MgSO 4 -0-25г, Ca(NO3) 2 - 1,0г, КНРО-0,25 г, КС1-0,12 г. FeCb - следы.

Состав среды Бенеке: вода, дистиллированная - 1500 мл, NHNO 3 - 0,3г, СаСl -0,15 г, КНРО- 0,15г, MgSCb - 0,15г. На этих питательных средах эвглены размножаются медленно. Необходимо добавление органических веществ. В качестве одно-го из них можно использовать бульон, приготовленный из мелко нарезанных кусочков мяса (без жира) с последующим фильтро-ванием через вату. Бульон можно хранить в стеклянной посуде в холодильнике. Эвглен можно разводить также в сенном настое, приготовленном для инфузорий.

Через 5-7 дней жидкость зеленеет из-за громадного количест-ва размножающихся в ней жгутиковых. В культуру следует раз в месяц наливать 1/4 л свежего раствора; содержать ее следует на свету. Благодаря положительному фототаксису эвглен, легко повысить их концентрацию, отбирая пипеткой хорошо заметную невооруженным глазом зеленую пленку, образующуюся на повер-хности воды в местах, наиболее ярко освещенных солнцем или пучком искусственного освещения. Полученных таким, образом, эвглен следует отделить от жидкости, процедив ее сквозь сито. Угасание культуры замечают по ее посветлению, а также по порошкообразному осадку на дне сосуда, являющемуся инцистированными эвгленами.

Разведение амеб. Амеба обыкновенная (A. proteus) -одна из самых крупных амеб, она достигает размеров в активном состоянии 0,2-0,5 мм. Амебы встречаются в мелких пресноводных водоемах - прудах, канавах, лужах, болотах, богатых гниющими растительными остатками, преимущественно в придонном слое воды или непосредственно в иле стоячих водоемов. Хорошо культивируется в лабораторных условиях в чашках Петри на настоях риса или березовых веток, еще лучше - в почвенном настое.

Амеба изучается в школе (6 класс). На занятиях рассматривают живых амеб. В теплое время года амеб можно собрать для занятий непосредственно в природе. Пробы из водоемов берут планктонным сач-ком, проводя им вблизи поверхности ила. Ил слегка взмучивается движением сачка и собирается в последний. Можно также опустить в воду отверстием вниз экскурсионное ведерко, четырехугольный аквариумный сосуд резко наклонить, выходящий воздух поднимет ил со дна, который и зачерпывают сосудом. Использование, материала возможно после того, как принесенная с водоема про-ба спокойно постоит несколько часов.

Амеб собирают также, осторожно соскабливая скальпелем, поверхностный налет на нижней стороне плавающих листьев водной растительности (кубышки, кувшинки, ряски).

Не представляет труда культивировать крупных амеб в лаборатории. Из подходящих водоемов (лучше всего из водоема, где водятся амебы) берут воду вместе с илом и гниющими остатками, затем фильтруют. Культура становится обильнее, если ее подкормить, для этого приготавливают сенной настой - нарезанное сено заливают водой и оставляют на 3-4 дня для развития сенных палочек, затем приливают профильтрованную из пруда воду.

Культура амебы развивается еще лучше на специально при-готовленных питательных средах: на рисовом, почвенном настое.

1. Профильтрованную прудовую воду разливают тонким слоем в чашки Петри, в каждую чашку закладывают 5-б зерен риса. Через несколько дней вокруг зерен образуется облачко - разво-дятся бактерии, которые служат пищей амебам. В подготовленные, указанным способом чашки вносят живых амеб, которые хорошо живут и размножаются. Если в лаборатории есть культура инфузорий тетрахимен, то раз в З-4 дня в чашки Петри следует добавлять понемногу живых тетрахимен, которые охотно поедаются амебами. Пересев культур следует проводить через 1,5-2 месяца.

2. Для приготовления почвенного настоя стеклянную банку наполнить на 1/4 огородной (садовой) почвенной землей и на 3/4 сырой водой, оставить на 7-10 дней открытой, чтобы в ней раз-вилось как можно больше бактерий, а затем на этой культуре

можно разводить амеб.

3. Навозный настой готовится из конского навоза, выдержан-ного в сухом прохладном месте (в подвале) в течение 10 дней. Около 100 г такого навоза постепенно заливать одним литром, кипятка при постоянном помешивании. Можно с успехом исполь-зовать смешанный настой: 100г почвенной земли + 50г навоза на 1 литр воды.

4. Лучшие результаты достигаются смесью почвенного настоя и настоя из молодых древесных веток (березовых). Одновременно с настоем на огородной почвенной земле готовится настой из молодых лиственных деревьев. Через 7-10 дней слить в один сосуд оба настоя в равных частях. Богатая микрофлора разовьется здесь через 5-7 дней. Питательную среду разлить в несколько чашек Петри (чашек Коха - кристаллизаторы) и заселить амебами, выловив их пипеткой из пробы, принесенной с водоема.

Полевые наблюдения: Учет почвенных беспозвоночных животных.

Оборудование: ловушки - банки с отвесными краями (можно использовать пластиковые баночки изпод майонеза, сметаны или стеклянные банки 0,5л), 7% раствор уксусной кислоты, лопатка, ситечко, 2 банки 1 - 2л для сбора насекомых.

Ловушки (обычно по 10 штук) закапывают в почву на наиболее типичном участке изучаемой экосистемы на расстоянии 1 - 1,5м друг от друга. Баночку закапывают таким образом, чтобы ее края были чуть ниже поверхности земли. На дно банки (на 2-3см) наливается фиксирующая жидкость (7% раствор уксусной кислоты). В дневнике делается запись о времени установки ловушек и их количестве. Проверка ловчей линии проводится обычно раз в сутки. При проверке попавшие в ловушки насекомые собираются в отдельную банку. Извлечение насекомых из фиксирующей жидкости может проводиться или пинцетом, или путем фильтрации жидкости из ловушки через ситечко, с которого оставшиеся насекомые перекладываются в отдельную банку. После проверки в дневнике делается запись о времени проверки, погодных условиях и количестве проверенных ловушек. Ловушки до краев наполнившиеся водой (например, после дождя) считаются нерабочими. Например, в линии из 10 ловушек, через сутки оказалось не залитыми водой только 9 ловушек. Таки образом, обилие насекомых в оставшихся банках будет равно 9 ловушко-суткам. Сбор насекомых еще через сутки при всех работающих ловушках, даст в сумме с первым 19 ловушко-суток. Пересчет обилия насекомых обычно производится на 10 ловушко-суток. Т.е. если за 19 ловушко-суток в баночки было поймано 190 экземпляров муравьев, то их обилие составляет 100 особей на 10 ловушко-суток.

Так же как и для птиц, определение насекомых и др. беспозвоночных требует определенного навыка. При этом определение большинства насекомых до вида часто бывает под силу только специалистам энтомологам. Поэтому для характеристики этой группы животных можно ограничиваться определением собранных экземпляров до более крупных таксонов - отрядов или семейств. Обычно, представители одного семейства насекомых характеризуются сходными экологическими функциями в экосистемах, что позволяет рассматривать их как единый компонент биоценоза. Например, подавляющее большинство представителей семейства жужелиц - хищники, листоеды - растительноядные и т.д. В приложении даны краткие иллюстрированные таблицы для определения основных отрядов и семейств насекомых.

Изучение животного населения водоема

Роль зоопланктона в трансформации энергии и биотическом круговороте веществ, определяющем продуктивность водоемов, очень велика. В большей части озер основной поток энергии идет через планктон. При решении общих и частных вопросов, связанных с проблемой изучения продуктивности зоопланктонных сообществ, необходимы достоверные данные по численности и биомассе составляющих сообщество видовых популяций, а при определении продуктивности особое значение имеют точные данные по возрастному составу популяций массовых видов, индивидуальной массе животных, их плодовитости и длительности развития отдельных стадий. Для получения этих данных необходимы длительные наблюдения на водоемах.

Методика проведения долговременных и кратковременных исследований, а также степень обобщения могут сильно различаться. Однако существуют жесткие принципы сбора, обработки и оценки результатов, обеспечивающих достоверность данных, полученных при исследованиях различной длительности.

Оборудование: Стандартная количественная сеть Джеди (диаметр верхнего кольца - 18см, нижнего - 2 см) из газа №49-56 {для сбора ракообразных) или №64-70 (для лова коловраток); качественная сеть Апштейна: сачки для планктона; планктоночерпатель; банки (0,251; формалин; микроскоп; предметное и покровное стекла; пинцет; ванночка; пипетка; камера Богорова.

С помощью сети производят отбор проб фито- и зоопланктона на поверхности и глубине до 2-3метров. Для определения качественного состава берутся по две пробы с каждого горизонта (интервал составляет 50см). Пробы можно обрабатывать как в живом, так и в фиксированном виде. Для фиксации используют формалин или 70% спирт.

Возраста... школьников ... организаций в размере, обеспечивающем содержание ... деятельности инновационных предприятий, созданных на базе ...

Организмы, которые мы называем простейшими, являются одним из звеньев, играющих немаловажную роль в экологии и представляющие особый уровень организации живой материи.

Большинство простейших являются космополитами и им присуще широкое географическое распространение.

Это мельчайшие организмы, невидимые невооруженным глазом, ведущие как свободный образ жизни, так и обитающие в других организмах.

Вегетативные формы одних простейших представляют собой голый комок протоплазмы, с постоянно меняющейся формой (корненожки), другие имеют оболочку, сохраняющую более или менее постоянную форму их тела (жгутиковые, инфузории). Одни передвигаются при помощи псевдоподий (амеба), другие имеют специальные органы движения – жгутики, реснички (жгутиковые, инфузории).

Они являются эукариотами. Клетка простейших, как у всех эукариотов, состоит из ядра, протоплазмы и оболочки или мембраны. Оболочки у многих простейших уплотняется, образуется пелликула, придающая им определенную форму и усиливающая защиту организма от механических повреждений. У многих свободноживущих видов простейших клетка заключена в образованную нею раковину.

Протоплазма представляет сложную коллоидную систему и связывает между собой все части клетки.

В протоплазме различают поверхностный слой – эктоплазму, более плотную, гомогенную, и внутренний слой – эндоплазму, более жидкую и зернистую.

В протоплазме клетки имеются органоиды: лизосомы (обеспечивающие разложение органических веществ), рибосомы (участвующие в синтезе белка), эндоплазматическая сеть (на стенках ее каналов синтезируются углеводы и жиры, а сами каналы служат для переноса веществ), митохондрии (в которых происходит накопление энергии необходимой для процессов метаболизма), аппарат Гольджи (обеспечивающий выделение метаболитов наружу). Около ядра находится ядерный центр.

Кроме органоидов в протоплазме находятся различные включения: запасные питательные вещества в виде жира, гликогена, волютина, поглощенная пища и пр.

Органоиды являются постоянными составными частями клетки, количество и состав включений могут меняться.

Одним из отличительных признаков простейших является строение ядра.

Простейшим присуща раздражимость, возникающая в результате действия химических, физических, световых, механических факторов. Направленные движения под влиянием этих раздражителей называются таксисами. Таксисы бывают положительные или отрицательные и меняются в зависимости от условий среды.

Большинство простейших может медленно или быстро передвигаться за счет псевдоподий, жгутиков, ресничек, за счет сокращений особых волоконец мионем или за счет выделения жидкости из задней части тела.

У простейших, ведущих сидячий образ жизни, жгутики и реснички сокращаются, и за счет их движения создается ток воды, приносящий им пищу.

Механизм питания у разных видов простейших различен.

Каждому простейшему присущи все основные жизненные функции – обмен веществ с ассимиляцией и диссимиляцией.

По способу питания простейшие разделяются на три группы:

1. Автотрофные организмы. Синтезируют органические вещества из углекислоты и воды при помощи хлорофилла. Источником энергии служит солнечный свет.

2. Гетеротрофные организмы. Хлорофилла не имеют. Питаются органическими веществами, созданными растениями или животными.

3. Миксотрофные организмы. Питаются как аутотрофы и гетеротрофы (за счет неорганических и органических веществ).

Размножение у простейших осуществляется половым и бесполым путем.

Простейшим свойственны определенные жизненные циклы. Для многих простейших характерно длительное размножение бесполым путем, сменяющееся половым процессом, после которого опять наступает период бесполого размножения.

Одной из стадий жизненных циклов у простейших нередко бывает состояние покоя (образование цисты). В стадии цисты простейшие могут переносить различные неблагоприятные условия окружающей среды.

Циста для простейшего – это форма сохранения вида в неблагоприятных условиях. Простейшие являются важной составной частью геологических пород, пресных и морских вод, почв. Они участвуют в процессах круговорота веществ в природе, в образовании трофических связей.

Простейшие – это мельчайшие организмы, невидимые невооруженным глазом, ведущие как свободный образ жизни, так и обитающие в других организмах.

В подавляющем большинстве – это одноклеточные организмы, но представители некоторых видов в цикле своего развития имеют многоклеточные стадии, а незначительное число видов простейших ведет колониальный образ жизни. Однако, такие многоклеточные простейшие нельзя считать настоящими многоклеточными, поскольку разделения функций между клетками у этих организмов нет.

Каждое простейшее представляет собой целостный организм, выполняющий все функции, свойственные живым существам.

О простейшем организме можно сказать, что в морфологическом отношении – это клетка, а в функциональном – организм.

Простейшие живут всюду, где есть влажная среда (в морях, реках, озерах, лужах, болотах, во влажной земле и пр.). Их можно обнаружить даже в небольших скоплениях воды, например в пазухах листьев, во мху, в водной пленке, которая окружает частицы почвы. В пресных водоемах и морской воде имеются донные (бентические) и свободно плавающие в воде (планктические) виды простейших.

В стоячей воде простейшие встречаются чаще и в большем количестве, чем в проточной.

Большинство простейших являются космополитами и имеют широкое географическое распространение.

Несмотря на свой космополитизм, простейшие очень чувствительны к различным факторам окружающей среды.

На видовой состав простейших, их морфологическую структуру, метаболические и энергетические процессы, обеспечивающие жизнедеятельность простейших, существенное отрицательное влияние оказывают химическое, тепловое, радиационное, антропогенное загрязнение как природных естественных вод, так и вод искусственных водоемов.

Массовое уничтожение лесов, осушение болот, образование каскадов в озерах, прудах и водохранилищах, нарушение параметров при создании искусственных водоемов, нарушение режима газообмена в водоемах, загрязнение водоемов производственными отходами, строительство гидроэлектростанций, химическая борьба с сорняками и вредителями растительного мира, нарушение агротехники и многие другие причины негативно сказываются на простейших.

Практическое значение простейших очень велико.

Простейшие интенсивно питаются и активно размножаются и в результате этого они оказывают огромное влияние на круговорот веществ в природе. Являясь обитателями водной среды, они поглощают из воды вещества, находящиеся в ней в небольшом количестве, и концентрируют их в своих телах. После гибели простейших эти вещества скапливаются на дне водоема, что в свою очередь способствует образованию геологических отложений полезных элементов и соединений. Многие меловые отложения образовались из раковин ложноножковых простейших.

Однако не следует забывать и о том, что массовое размножение простейших в водоемах может привести и к отрицательным последствиям – резкому снижению количества кислорода, а это в свою очередь способствует массовой гибели рыб, усилению гнилостных процессов и т.д.

Простейшие могут быть показателями биологической характеристики воды почвы. Чистота воды и пригодность ее для питья в основном зависит от содержания в ней органических соединений. Видовой состав простейших в почве или водоеме может характеризовать те или иные особенности почвы и водоема. Это объясняется тем, что различные простейшие приспособлены к жизни в воде или почве с определенным содержанием этих веществ и поэтому они могут быть показателями степени насыщения воды или почвы этими веществами.

Например, в сильно загрязненной и гниющей воде обитают Euglena viridans, Colpidium colpeda, Paramaecium putrinum, Vorticella microstoma .

В воде, в которой происходит расщепление органических веществ с энергетическим окислением, обитают представители родов Cryptomonas, Chlamydomonas, Spirostomum, Actinoprys, Actinosphaerium, Paramaecium.

В воде с малым содержанием органических веществ и большим количеством минеральных соединений преобладают представители родов Volvox, Gonium, Eudorina, Lacrymaria, Amoeba .

Многие простейшие являются продуцентами биологически активных веществ, играющих определенную роль в метаболических процессах других организмов. Например, простейшие, обитающие в рубце жвачных животных, вырабатывая фермент целлюлазу, способствуют разложению клетчатки. Простейшие являются активными продуцентами не только ферментов, но и таких веществ как гистонов, серотонина, липополисахаридов, липополипептидоглюканов, аминокислот, метаболитов, применяемых в медицине и ветеринарии, пищевой и текстильной промышленностях.

Простейшие являются одним из объектов, используемых в биотехнологии.

Так, возбудитель южноамериканского трипаносомоза Trypanosoma cruzi является продуцентом противоопухолевого препарата круцина и его аналога – трипанозы. Эти препараты оказывают цитотоксическое действие на клетки злокачественных образований. Продуцентами антибластомных ингибиторов являются также Trypanosoma lewisi, Crithidia oncopelti, Astasia longa .

Препарат астализид, продуцируемый Astasia longa , обладает не только антибластомным действием, но и антибактериальным (в отношении E.coli и Ps.aeruginosa ), и антипротозойным (против Leiscmania).

Простейшие используются для получения полиненасыщенных жирных кислот Полисахаридов, гистонов, серотонина, ферментов, глюканов для медицинских целей, а также в пищевой и текстильной промышленностях.

Herpetomonas sp. и Crithidia fasciculate используются для получения полисахаридов, защищающих животных от Trypanosoma cruzi.

Поскольку биомасса простейших содержит до 50% белка, свободноживущие простейшие используются в качестве источника кормового белка для животных.

Среди простейших имеется немало видов, вызывающих тяжелые, а порой и смертельные заболевания человека, домашних и диких животных, птиц, рыб, растений.

Заболевания, обусловленные патогенными простейшими, называются протозойными в отличие от инфекционных, возбудителями которых являются бактерии, спирохеты, вирусы, микоплазмы, риккетсии, хламидии.

Следует помнить о том, что простейшие могут повреждать практически любой орган тела человека или животного (печень и селезенку, мочеполовую систему, кожу, костный и головной мозг и др.).

Активно питаются и размножаются вегетативные особи – трофозоиты.

В организме человека, обезьян, собак, лошадей, крупного рогатого скота, свиней и других животных амебы встречаются в трех стадиях: в стадии активно подвижной формы, называемой трофозоитами, в стадии предцисты – мало подвижной и в стадии цисты – неподвижной.

Отличительной чертой представителей жгутиконосцев (Flagelata ) является наличие органов движения – жгутиков, представляющих сложно устроены выросты наружного слоя эктоплазмы. Имеют плотную оболочку. Делятся продольно. У некоторых половой процесс деления чередуется бесполым.

Среди жгутиковых есть аутотрофы, гетеротрофы и миксотрофы. Обитают в пресных и соленых водоемах. Могут обусловить цветении воды при массовом размножении.

В организм человека и животных вместе с водой и пищевыми продуктами могут попасть цисты лямблии (Lamblia intestinalis ). В вегетативной форме лямблии обитают в тонких кишках, двенадцатиперстной кишке, желчном пузыре, прикрепившись с помощью присасывательного диска к клеткам эпителия. Питаются за счет продуктов гидролиза пищевых веществ, извлекаемых из клеток хозяина. Союзниками лямблий в организме хозяина являются несовершенные грибы и грамположительные бактерии. В толстой кишке снова превращаются в цисту.

К патогенным жгутиковым относятся трипаносомы (Trypanosoma cruzi, Tr.gambiense, Tr.rhodesiense ), вызывающие африканский и американский трипаносомоз. Обитают в крови, и в лимфатических узлах. Имеют веретенообразную форму, жгутик и ундулирующую мембрану. Тканевые формы - амастиготы развиваются в сердечной мышце, печени, головном мозге. Резервуаром Tr.gambiense является человек, Tr.rhodesiense – антилопы, Tr.cruzi – крысы, броненосцы. Переносчики муха Це – це, триатомовые клопы.

К жгутиковым относятся и гиардии (Giardia ). Они характеризуются тем, что у них двойной набор всех органоидов (имеют два ядра, два комплекта жгутиков, у некоторых два цистома). Являются облигатными обитателями организма амфибий.

Инфузории (Ciliata ), представляющие самостоятельную группу простейших. Это наиболее сложно устроенные простейшие.

Инфузории обладают органами движения – ресничками, которые либо равномерно покрывают все тело, либо сгруппированы на отдельных его участках.

По количеству и расположению ресничек имеются круглоресничные, равномерноресничные и спиральноресничные инфузории.

У многих инфузорий есть особые органы нападения и защиты – палочковидные трихоцисты. Они располагаются в наружном слое цитоплазмы. Под влиянием механического или химического раздражения трихоцисты превращаются в длинные нити, которые выбрасываются наружу и проникают в клетки других организмов.

Размножаются инфузории бесполым и половым способом.

Среди инфузорий выделяются подклассы ресничные (Euciliata ) и сосущие (Suctoria ).

Сосущие инфузории (Suctoria ) в основном хищники. Они ведут прикрепленный образ жизни, поселяясь на разных субстратах, в том числе и на поверхности тела многих беспозвоночных.

Подавляющее большинство споровиков приспособилось к обитанию внутри цитоплазмы (реже внутри ядра) различных клеток хозяина.

Они живут в пищеварительном тракте, в полости тела, в кровеносной системе и в других органах хозяев.

Многие из этих простейших выходят из организма хозяина в виде стадий, окруженных толстыми оболочками, часто называемых спорами. Поэтому они и получили название Sporozoa.

Наиболее характерным для споровиков является наличие сложных циклов, связанных со сменой хозяев, форм размножения (полового и бесполого), среды обитания.

Величина споровиков, живущих в клетках тканей или в клетках крови очень мала (измеряется микрометрами). Споровики, обитающие в клетках крови, по величине меньше тех, которые живут в полости кишечника или тела.

К споровикам относятся кокцидии, плазмодии, токсоплазмы, гемоспоридии, пироплазмы, саркоспоридии, грегарины, миксоспоридии, микроспоридии.

Заражение кокцидиями происходит алиментарно. Вместе с водой и кормами в организм попадают ооцисты. В кишечнике оболочка ооцисты разрушается и вышедшие спорозоиты внедряются в клетки кишечника, печени, поджелудочной железы и превращаются в трофозоитов. Трофозоиты превращаются в шизонтов, в них образуются мерозоиты, которые поражают неповрежденные клети.

К кровяным споровикам относятся плазмодии (Plasmodium ) и пироплазмиды (Piroplasmida ).

Передача плазмодий от одного организма к другому осуществляется кровососущими комарами из родов Culex, Anopheles, Aedes.

Поражаются эритроциты. Они гемолизируются, развивается анемия, возникают кровоизлияния. Поражаются пищеварительная и нервная системы. Животные сильно истощаются, теряют подвижность, у них развивается атрофия кишечника. Животные погибают.

Токсоплазмы (Toxoplasma ) очень широко распространены в природе и вызывают заболевание токсоплазмоз у человека, у домашних и диких птиц, кошек, собак, крупного и мелкого рогатого скота, свиней, у грызунов и у многих других видов животных, в том числе и у холоднокровных.

Заражение происходит при попадании цист через поврежденную кожу, алиментарно при употреблении зараженных цистами пищевых продуктов и воды, внутриутробно через плаценту от больной матери к плоду. Токсоплазмы могут передаваться кровососущими клещами. Мухи и тараканы являются механическими переносчиками цист.

Выделяются токсоплазмы в форме цисты с молоком, мочой, слюной, испражнениями.

Поражение человека саркоспоридиями встречается редко. Заражение происходит алиментарно при употреблении мяса зараженного спорами саркоспоридий.

Заражение происходит при заглатывании вместе с пищевыми продуктами и водой спор микроспоридий, снабженных стрекательными нитями