§ 15. Одноклітинні еукаріоти

До еукаріот відносяться більшість видів, які населяють нашу планету і відрізняються від бактерій тим, що їхні клітини мають ядро.

Ядро еукаріот містить молекули ДНК, організовані у хромосоми. Характерною ознакою еукаріот є також наявність мітохондрій. В еукаріот, які здатні до фотосинтезу, є хлоропласти. Цитоплазма саме еукаріотичних клітин містить більшість інших органел, зокрема лізосоми та різноманітні вакуолі.

Еукаріоти можуть бути як одноклітинними, так і багатоклітинними. Прикладами еукаріот є всі ті тварини, гриби, рослини, яких ви бачите без використання збільшувальних приладів.

Одноклітинні еукаріоти — це організми, що складаються з однієї еукаріотичної клітини, яка часто зовсім не схожа на клітини багатоклітинних рослин, тварин або грибів. Хоча всі багатоклітинні еукаріоти походять від одноклітинних.

Інколи багатоклітинні еукаріоти, пристосовуючись до особливих умов середовища, «повертались» до одноклітинної будови. Прикладом таких організмів є відомі кожній господині одноклітинні гриби — звичайні пекарські дріжджі (мал. 39, є, ж). Наразі відомо понад 100 тис. видів одноклітинних еукаріот.

Мал. 39. Приклади одноклітинних еукаріот: a — амеба; б — інфузорія; в — комірцеві джгутиконосці; г — діатомові водорості; д — евгленова водорість; е — одноклітинна зелена водорість; є, ж — одноклітинні гриби — дріжджі

Одноклітинні еукаріотичні організми суттєво різняться за способами живлення. Частина одноклітинних еукаріот живиться гетеротрофно, інша частина — автотрофно. У гетеротрофних одноклітинних еукаріот розрізняють тваринний та грибний способи поглинання органічних речовин. При тваринному способі клітина захоплює тверді часточки їжі, і далі перетравлює їх у цитоплазмі, часто — в особливих органелах — травних вакуолях. При грибному способі клітини можуть поглинати лише розчинені органічні речовини, всмоктуючи їх всією поверхнею. Автотрофне живлення в одноклітинних еукаріот відбувається виключно завдяки фотосинтезу.

Твариноподібні та рослиноподібні одноклітинні еукаріоти. Одноклітинних еукаріот із тваринним способом живлення називають одноклітинними твариноподібними організмами. Одноклітинних еукаріот з рослинним способом живлення відносять до одноклітинних водоростей. Крім того, багато одноклітинних еукаріот (як твариноподібних, так і рослиноподібних) здатні поглинати поживні речовини грибним способом — шляхом всмоктування їх всією поверхнею клітини.

Наприклад, одноклітинна водорість евглена (мал. 39, д), яку інколи помилково називають «напівтвариною-напіврослиною», має зелені хлоропласти, і за наявності світла живиться завдяки фотосинтезу. Якщо ж у воді багато розчинених органічних речовин, а світла немає, евглена переходить на гетеротрофний (грибний) тип живлення, і навіть може при цьому ставати безбарвною. Евглена поглинає лише розчинені органічні речовини, всмоктуючи їх всією поверхнею клітини. До захоплення та перетравлення твердих часток їжі, тобто до тваринного живлення, евглена не здатна. З іншого боку, амеби та деякі інфузорії (мал. 39, а, б), які належать до твариноподібних одноклітинних організмів, поглинають органічні речовини як тваринним, так і грибним способом, проте через відсутність хлоропластів не можуть живитись як рослини.

Поширення та значення. Одноклітинні еукаріоти поширені по всій Земній кулі. Вони мешкають в океанах, морях, різноманітних прісних водоймах, чимало їх зустрічається в ґрунтах. Серед них є паразити та взаємовигідні симбіонти тварин і рослин. Деякі з них здатні викликати тяжкі хвороби людини, наприклад, малярію та сонну хворобу.

У природі одноклітинні твариноподібні організми та водорості слугують їжею для багатьох тварин, особливо тих, що мешкають у воді. Сучасні представники світу одноклітинних еукаріот відіграють важливу роль у процесах самоочищення водойм, а рештки викопних одноклітинних твариноподібних організмів та водоростей використовуються геологами для визначення віку осадових порід та при пошуках родовищ корисних копалин, зокрема нафти.

• 1. Клітини еукаріотів мають значно складнішу будову, ніж у прокаріотів. Головною ознакою еукаріот є наявність ядра.
• 2. Еукаріотичні організми можуть бути як одноклітинними, так і багатоклітинними.
• 3. Одноклітинним еукаріотам притаманні різні способи живлення — тваринний, грибний, рослинний та їх різні комбінації.
• 4. Одноклітинних еукаріот з тваринним способом живлення називають одноклітинними твариноподібними організмами, з рослинним — одноклітинними водоростями.

ТЕРМІНИ І ПОНЯТТЯ, ЯКІ ПОТРІБНО ЗАСВОЇТИ

Еукаріоти, одноклітинні еукаріоти, одноклітинні твариноподібні організми, одноклітинні водорості.

КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ

• 1. Чим одноклітинні еукаріоти відрізняються від бактерій та ціанопрокаріот?
• 2. Які способи живлення притаманні одноклітинним еукаріотам?
• 3. У чому полягає різниця між одноклітинними твариноподібними організмами та одноклітинними водоростями?
• 4. Часто в літературі можна зустріти вислів, що евглена в темряві живиться як тварина. Чи є це твердження повністю правильним?

ДЛЯ ДОПИТЛИВИХ

Чим знамениті одноклітинні еукаріоти?

(Відповідь на запитання школярів: Чому море світиться? Що нам дають водорості та одноклітинні твариноподібні організми і чи потрібні вони нам?)

Розмножуючись у великій кількості, одноклітинні еукаріоти здатні викликати деякі явища, відомі людині ще з прадавніх часів та описані в легендах. До них належать «криваві дощі» та «кривавий сніг», які спричинює одноклітинна водорість гематокок, небезпечне токсичне «цвітіння» води у морях та океанах, відоме під назвою «червоні припливи» — його викликають віддалені родичі інфузорій — динофлагеляти, зелені та червоні «цвітіння» кори дерев — явища, обумовлені масовим розвитком споріднених з хлорелою зелених водоростей. Улітку вночі можна спостерігати, як в морі за човном чи плавцем тягнеться сріблясто-блакитна смужка світла: це зазвичай світяться одноклітинні ночесвітки.

На очисних спорудах армія родичів інфузорій, амеб та евглен невтомно вилучає з води та розкладає у своїх клітинах частки органічної речовини, забезпечуючи тим самим процес самоочищення забруднених вод.

Рештки загиблих одноклітинних еукаріот, що мешкали в океані десятки мільйонів років тому, утворили чимало різних осадових порід, які наразі використовує людина. Наприклад, звичайна шкільна крейда — це залишки черепашок форамініфер та лусочок коколітофорид (мал. 40).

Мал. 40. Породи, утворені викопними одноклітинними еукаріотами. Крейда (а) та її склад (залишки форамініфер та коколітофорид (б); сучасна коколітофорида з вапняковими коколітами (в), з яких утворилась крейда)

§ 11. Одноклітинні еукаріоти

За сучасними уявленнями одноклітинні еукаріоти об’єднують у кілька різних груп, які мають характерні відмінності (рис. 48). Проте є низка ознак, які є спільними в усіх таких організмів.

Особливості будови клітин. Організми цієї групи можуть бути одно- або багатоядерними. У деяких з них (інфузорій, форамініфер) наявні ядра двох типів: – вегетативні, що регулюють процеси обміну речовин, і генеративні, що забезпечують передавання спадкової інформації під час розмноження. Як і в усіх еукаріотів, у цитоплазмі одноклітинних еукаріотів містяться немембранні, дво- та одномембранні органели.

Поверхневий апарат клітин цієї групи організмів може бути різним. У деяких зовнішній шар клітини представлений клітинною стінкою, що складається переважно з целюлози та пектину, як у рослин. В інших одноклітинних еукаріотів, як і в грибів, до складу клітинної стінки входить хітин. Є організми, клітина яких вкрита плазматичною мембраною з глікокаліксом. У цьому випадку можливе утворення псевдоподій (амеби). А в інфузорій, наприклад, клітина має постійну форму завдяки наявності щільного підмембранного шару цитоплазми – пелікули.

Особливості процесів життєдіяльності. За типом живлення одноклітинні еукаріоти поділяють на автотрофи, гетеротрофи й міксотрофи. Гетеротрофні організми можуть поглинати їжу за допомогою піноцитозу або фагоцитозу. Наприклад, інфузорії є хижаками, які полюють на здобич. Резервною речовиною в гетеротрофів є глікоген. Деякі одноклітинні здатні до автотрофного способу живлення, зокрема деякі хламідомонади є міксотрофами (рис. 49). Ці організми здатні до фотосинтезу, а резервною речовиною здебільшого слугує крохмаль.

Рис. 48. Представники одноклітинних еукаріотів

Опишіть особливості будови та життєдіяльності зображених видів одноклітинних еукаріотів.

Поміж одноклітинних еукаріотів є такі, що здатні до активного руху. Цей рух забезпечують особливі органели – джгутики, війки та псевдоподії. Рухи джгутиків і війок забезпечують потоки води навколо клітин. Псевдоподії утворюються внаслідок перетікання цитоплазми, що зумовлює особливий тип руху – амебоподібний. Набагато рідше трапляється ковзний тип руху. Наприклад, діатомові водорості рухаються за рахунок стікання слизу з поверхні клітини в певному напрямку.

Способи розмноження одноклітинних еукаріотів є різноманітними, воно може відбуватися як статевим, так і нестатевим шляхом. Деякі (Амеба протей, Евглена зелена) розмножуються мітотичним поділом. У інших (Плазмодій малярійний) цей процес більш складний і називається множинним поділом. Деякі одноклітинні на певній стадії життєвого циклу формують статеві клітини – гамети. В інфузорій відбувається специфічний процес – кон’югація, під час якої дві клітини обмінюються ядрами.

Несприятливі умови деякі одноклітинні еукаріоти здатні переживати у вигляді цисти. У процесі інцистування відбуваються складні перетворення клітини – зникають деякі структури, зменшується кількість води в цитоплазмі, формуються захисні оболонки.

Одноклітинним організмам притаманна подразливість – вони здатні реагувати на різні чинники направленим переміщенням усього організму (клітини) до або від подразника. Такі реакції називають таксисами. Учені виділяють термотаксис (рух під дією теплових стимулів), фототаксис (рух під дією світла), реотаксис (рух проти течії води або струменя повітря), геотаксис (рух під дією сил гравітації).

Рис. 49. Хламідомонада

Рис. 50. Розмноження Евглени зеленої поділом клітини навпіл

Опишіть особливості будови та життєдіяльності зображених організмів.

Складіть оповідання про живлення міксотрофних одноклітинних організмів, використовуючи інтернет-джерела.

Роль одноклітинних в екосистемах та значення в житті людини. Роль одноклітинних еукаріотів у природі та житті людини значна. Вони є учасниками ланцюгів живлення, відіграють важливу роль у ґрунтоутворювальних процесах. Деякі з них, відмираючи, утворюють поклади вапняних і силіцієвих порід, що входять до складу земної кори.

Поміж одноклітинних еукаріотів є паразити рослин, тварин і людини. Так, Плазмодій малярійний, оселяючись в еритроцитах людини, руйнує їх, спричиняючи виникнення захворювання – малярії, а Амеба дизентерійна, паразитуючи в клітинах стінок товстого кишечника людини, спричиняє захворювання травної системи (рис. 51). Джгутикові трипаносоми і лейшманії (переважно тропічні види) спричиняють такі захворювання, як сонна хвороба і лейшманіози.

Профілактика захворювань людини, що їх спричиняють паразитичні одноклітинні еукаріоти, передбачає дотримання правил гігієни, термічну обробку їжі, проведення заходів з переривання життєвого циклу паразита. Вплив таких хвороб на людину є настільки істотним, що відкриття способів боротьби з малярією було відзначено Нобелівською премією (2015, Юю Ту).

Одноклітинні діатомові водорості є домінуючим компонентом фітоплактону, а відтак є головним продуцентом морських екосистем.

Людина використовує здатність одноклітинних водоростей очищувати водойми шляхом поглинання розчинених у воді речовин. Вони збагачують водойми киснем, який виділяють у процесі фотосинтезу. Багато видів одноклітинних водоростей поширені в ґрунті й на його поверхні. Вони поліпшують фізичні властивості ґрунту, збагачують його органічними речовинами.

Одноклітинні водорості входять до складу лишайників, які сприяли утворенню ґрунту з гірських порід і відіграли велику роль у заселенні суходолу.

Рис. 51. Одноклітинні еукаріотичні паразити людини

Еритроцити, уражені Плазмодієм малярійним

Малярія – захворювання, назва якого походить від італійського «malaria» – «погане повітря». У давнину лікарі вважали, що це захворювання спричинюють випарування з боліт, оскільки випадки захворювання на малярію найчастіше трапляються в низинах поблизу водойм.

Поясніть, чому ж насправді малярія поширена в таких місцинах.

Проаналізуйте інформацію з інтернет-джерел щодо шляхів зараження, симптомів і впливу на організм зображених одноклітинних організмів.

Складіть можливий план заходів попередження захворювань.

Деякі організми людина використовує у своїй господарській діяльності. Так, спеціальні види дріжджів, що виділяють багато карбон (IV) оксиду, використовуються в хлібопекарнях для піднімання тіста (рис. 52).

Організація колоній одноклітинних еукаріотів. Клітини одноклітинних організмів можуть об’єднуватися в колонії для спільного виконання життєвих функцій. Але у цьому випадку кожна клітина колонії, як і раніше, може сама виконувати всі функції живого і є окремим самостійним організмом.

Одними з представників колоніальних організмів є колоніальні зелені водорості з роду Вольвокс.

Колоніальні організми, що належать до роду вольвокс, мають вигляд слизових кульок діаметром до 2 мм, у периферичному шарі яких розміщено до 50 тис. клітин із джгутиками. Ці клітини зрослися своїми бічними стінками одна з одною і з’єднані плазмодесмами – цитоплазматичними містками (рис. 53).

Дуже поширені колоніальні форми й поміж інших груп водоростей – діатомових. З-поміж гетеротрофних джгутикових та інфузорій також чимало колоніальних форм, існують колоніальні радіолярії.

У примітивних колоніях спостерігається рівномірне розміщення клітин у товщі слизу, що їх об’єднує, а в більш високоорганізованих колоніях відбувається певне диференціювання, за якого клітини відходять до периферії колонії.

Давні колоніальні форми, утворені одноклітинними еукаріотами, є проміжною ланкою між одноклітинними й багатоклітинними організмами. Клітини справжніх багатоклітинних організмів диференціюються і вже не можуть існувати поза межами організму. Виконувати всі функції цілісного організму клітина багатоклітинних організмів не може, вона повністю залежить від інших клітин і структур організму.

Рис. 52. Дріжджі

Рис. 53. Колонія одноклітинних еукаріотів

Зелені водорості з роду Вольвокс.

Наведіть приклади застосування одноклітинних організмів у біотехнологічних процесах.

Обґрунтуйте значення явища колоніальності для утворення багатоклітинних організмів.

1. Схарактеризуйте особливості будови клітин одноклітинних еукаріотів.

2. Опишіть процеси життєдіяльності одноклітинних еукаріотів.

3. Поясніть роль одноклітинних організмів у природі і їх значення в житті людини.

4. Як утворюються колонії одноклітинних еукаріотів?

5. Доведіть або спростуйте твердження: «Хламідомонада – цілісний організм».

Одноклітинні організми: список, хто відкрив, в яких середовищах мешкають одноклітинні організми, приклади одноклітинних эукаритов, водоростей, грибів, види найпростіших

Тварини, що складаються з єдиної клітини, яка має ядром, називаються одноклітинними організмами.

У них поєднуються характерні особливості клітини і незалежного організму.

Одноклітинні тварини

Тварини подцарства Одноклітинних або Найпростіших мешкають в рідких середовищах. Зовнішні форми їх різноманітні — від аморфних особин, що не мають певних обрисів, до представників зі складними геометричними формами.

Налічується близько 40 тисяч видів одноклітинних тварин. До найбільш відомих відносяться:

Амеба

Належить до класу корненожки і відрізняється мінливою формою.

Вона складається із оболонки, цитоплазми, скоротливої вакуолі і ядра.

Засвоєння поживних речовин здійснюється за допомогою травної вакуолі, а кормом служать інші найпростіші, такі як водорості і бактерії. Для респирации амебі необхідний кисень, розчинений у воді і проникає через поверхню тіла.

Дивіться також: Клітинна мембрана, будова, основна властивість, які речовини входять в склад, функції, види мембран, виборча проникність, хімічний склад плазматичної мембрани

Эвглена зелена

Володіє витягнутої віялоподібної формою. Живиться за рахунок перетворення вуглекислого газу і води на кисень і продукти харчування завдяки світлової енергії, а також готовими органічними речовинами при відсутності світла.

Відноситься до класу джгутикові.

Інфузорія-туфелька

Клас інфузорії, своїми обрисами нагадує туфельку.

Одноклітинні гриби

Гриби віднесені до нижчих бесхлорофилльным эукариотам. Вони відрізняються зовнішнім травленням і змістом хітину в клітинній стінці. Тіло утворює грибницю, що складається з гіфів.

Одноклітинні гриби систематизовані в 4 основних класах:

Яскравим прикладом аскоміцетів служать дріжджі, широко поширені в природі. Швидкість їх росту і розмноження велика завдяки особливому будовою. Дріжджі складаються з одиночної клітини округлої форми, розмножується брунькуванням.