Разнообразие и экология инфузорий

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

Тип Инфузории (Ciliophora) представлены свободноживущими и паразитическими животными. Это высокоорганизованные простейшие с наиболее сложной системой органелл. Всего известно 7500 видов.

В различных водоемах по численности ресничные инфузории занимают значительное место в зоопланктоне. Именно ресничные инфузории, из всех простейших, являются основными преобразователями бактериальной и водорослевой продукции в животную. Вместе с бактериями и другими микроорганизмами инфузории участвуют в разложении органического вещества. Экспериментально доказано, что инфузории могут стать дешевым источником животной продукции, стимулятором роста ценных растений, могут использоваться в медицине и пищевой промышленности как тест-объекты. Актуальность исследования инфузорий повышается еще и тем, что они играют важную роль в процессах самоочищения водоемов и используются как организмы-индикаторы сапробности вод. Так давайте же рассмотрим разнообразие инфузорий, где они обитают и как взаимодействуют с внешней средой.

1. Разнообразие инфузорий

В настоящее время существует несколько систем этого многочисленного типа простейших. Систематика инфузорий базируется в основном на строении и положении ротового аппарата и связанных с ним ресничных образований.

Инфузории делятся на два класса: класс Ресничные инфузории (Ciliata) и класс Сосущие инфузории (Suctoria). Представители ресничных инфузорий обладают ресничками на протяжении всех фаз развития, а сосущие - лишены ресничек на большей части жизненного цикла, и только на ранних фазах развития дочерняя клетка - "бродяжка" снабжена ресничками.

Класс Ресничные инфузории (Ciliata).

Класс ресничных, центральный, наиболее многочисленный класс инфузорий, который включает около 20 отрядов, относящихся к трем подклассам. Рассмотрим некоторые из них.

Подкласс Равноресничные инфузории (Holotricha).

Тело равноресничных равномерно покрыто ресничками равной длины. Около рта, как правило, мембранелл нет.

Отряд Gymostomatida характеризуется расположением рта на переднем конце клетки или сбоку. Это в основном хищные инфузории, и у многих из них хорошо развит палочковый аппарат в цитоплазме около рта, который способствует прободению клетки жертвы. Представителями этого отряда являются хищная инфузория Didinium с двумя поясками ресничек и вершинным положением рта, а также Dileptus с щупальцевым отростком на переднем конце и с боковым положением рта (рис. 59) Didinium нападает на инфузорию-туфельку, прокалывает ее выступающим ротовым конусом с палочным аппаратом из фибрилл. Dileptus загоняет пищу в рот при помощи длинного переднего отростка.

К отряду Trichostomatida относятся свободноживущие и паразитические формы, питающиеся бактериями. Это тоже равноресничные инфузории, но в отличие от предыдущего отряда у них рот располагается в углублении тела (вестибулюме), окруженном ресничками, при помощи которых загоняется пища. У человека и свиней в кишечнике встречается паразитический вид этого отряда Balantidium coli. Хотя эта инфузория в основном питается содержимым кишечника, но может также разрушать слизистую кишечника, вызывая болезнь - балантидиоз. Заражение происходит путем попадания в кишечник цист балантидия.

Отряд Hymenostomatida - наиболее многочисленный по числу видов. Большинство видов отряда - свободноживущие, например инфузория-туфелька (Paramecium caudatum). Реже встречаются паразитические виды, как Ichthyophthirius - паразит рыб. Для этого отряда характерно наличие ротовой воронки - перистома, которая окружена с одной стороны длинной мембраной, напротив которой на другой стороне расположены три мембранеллы.

Подкласс Кругоресничные инфузории (Peritricha).

Реснички у кругоресничных располагаются только вокруг ротовой воронки, образуя левозакрученную спираль. К этому подклассу относится одноименный отряд Peritrichida. Большинство видов этого отряда ведут прикрепленный образ жизни. Типичный представитель - сувойка (Vorticella), имеющая длинный сократимый стебелек, в котором проходит пучок мионем При сворачивании стебелька спиралью сувойка мгновенно спасается от опасности. Некоторые перитрихи живут в домиках, другие образуют колонии (Zoothamnium), имеющие вид пальмы.

Подкласс Спиральноресничные инфузории (Spirotricha).

У спиральноресничных спиральная полоса мембранелл, ведущая ко рту, закручена вправо. Питаются, загоняя пищу в рот током воды, создаваемым околоротовыми мембранеллами.

Отряд Entodiniomorpha включает инфузорий, обитающих в рубце жвачных животных. Для них характерно наличие кутикулярных пластинок, отростков на теле. Они питаются клетчаткой и бактериями. Эти полезные симбионты не только способствуют перевариванию клетчатки, но и сами служат источником дополнительного белкового питания для жвачных животных, так как темпы размножения энтодиниоморф велики и их биомасса быстро восстанавливается. Отечественный протозоолог В. А. Догель детально изучил энтодиниоморф и раскрыл сущность их симбиоза со жвачными животными.

Отряд Разноресничные (Heterotrichida) характеризуется двумя типами ресничек: мелкими, покрывающими все тело, и крупными мембранеллами в околоротовой области. К крупным представителям отряда относятся свободноплавающие пресноводные инфузории: трубач (Stentor) и спиростомум (Spirostomum), бурсария (Bursaria), размеры которых могут достигать 1- 2 мм в длину. У них макронуклеус четковидный, состоящий из десятка и более ядер. Макронуклеус сопровождает много микронуклеусов.

Отряд Брюхоресничные (Hypotricha). Отличаются уплощенной формой тела и наличием крупных цирр на нижней поверхности тела. При помощи цирр хипотрихи могут передвигаться по субстрату. К ним относятся Stylonychia, Oxytricha.

Отряд Малоресничные (Oligotricha) включает множество видов из морского планктона. У них имеются только околоротовые реснички. Некоторые виды выделяют тонкостенную раковину.

Класс Сосущие инфузории (Suctoria).

Представители сосущих инфузорий не имеют ресничек, рта и околоротовой воронки. Они имеют шаровидное тело с радиальными щупальцами, иногда разветвленными. Они прикрепляются к субстрату при помощи ножки. Внутри клетки имеется макро- и микронуклеус. Щупальца представляют собой ловчий аппарат. Суктории ловят других более мелких инфузорий, например туфелек. Внутри щупалец проходит канал, а на вершине выделяется липкая капля секрета. Проплывающие инфузории, задев щупальца сукторий, прилипают к ним. Содержимое жертвы по каналам щупалец перетекает в эндоплазму сукторий, где и переваривается. Представителями сукторий могут служить Sphaerophrya, Dendrocometes.

Происхождение Suctoria от Ciliata подтверждается общностью их организации. Им свойствен ядерный дуализм и процесс конъюгации. При бесполом размножении сукторий отпочковывается маленькая дочерняя особь - бродяжка, покрытая ресничками. В дальнейшем она теряет реснички и превращается в сукторию со щупальцами. Это еще одно онтогенетическое доказательство родства сосущих инфузорий с ресничными.

2. Экология инфузорий

инфузория паразитический биологический

На основании многолетнего опыта мы считаем, что существует три экологические группы свободноживущих инфузорий:

1. Группы широко распространенных и достигающих временами высокой численности эврибионтных видов, которые в первую очередь и регистрируются при исследованиях вод и почв. Естественно, что в зависимости от биотопа (океан, пресные воды, почва) в каждом случае имеется свой, характерный для данной среды набор видов, составляющих ядро сообществ.

2. Группа видов инфузорий, которые встречаются лишь в определенном диапазоне температур (как низких, так и высоких) и по этому фактору приуроченных к определенным географическим широтам. Классический пример - это встречающийся только в тропиках Neobursaridium gigas. Нами в пробах из Чукотского и Берингова морей был найден Krioprorodon, ранее отмечавшийся только в антарктических водах (Алекперов, Мамаева, 1992).

3. Группа инфузорий, включающая примерно 60-70% от общего числа видов и большая часть которых до сих пор не описана для науки. Причина этому крайне узкая специализация к строго определенным факторам внешней среды. Виды этой группы крайне сложно зарегистрировать в пробах морских и пресных вод, а также почв, ввиду их крайне низкой численности и быстрого выпадения из сообществ при малейшем изменении экологических факторов. Как правило, попытки размножить эти виды в культуре бывают безуспешными. Таким образом, описание новых видов инфузорий, принадлежащих к этой экологической группе крайне сложно и процесс их познания дело многих и многих лет.

Экология свободноживущих инфузорий.

Свободноживущие инфузории встречаются как в пресных водах, так и в морях. Образ жизни их разнообразен. Часть инфузорий -- планктонные организмы, пресноводные и морские. Среди последних распространены малоресничные инфузории сем. Tintinnoidea, живущие в легких прозрачных домиках, из которых на переднем конце выдается их ресничный околоротовой аппарат. Имеется большое число морских и пресноводных видов бентических инфузорий. Они ползают по дну, водным растениям и т. п. Очень богат видами, относящимися к разным отрядам, экологический комплекс инфузорий, населяющий толщу прибрежного морского песка. Эти инфузории живут в своеобразных условиях-- в капиллярных просветах между частицами песка. В этой связи у них выработался ряд интересных адаптации. Многие из них имеют форму длинных тонких лент, ресничный аппарат, позволяющий протискиваться между песчинками, хорошо развит. Тело у многих обладает сократимостью. Псаммофильных инфузорий описано больше ста видов.

Кроме свободноплавающих инфузорий в пресной и морской воде существуют многочисленные виды (отряд кругоресничных), прикрепляющиеся к субстрату несократимыми или сократимыми стебельками. Нередко эти сидячие инфузории поселяются на подвижных объектах -- моллюсках, насекомых, ракообразных.

Свободноживущие инфузории играют заметную роль в пищевых цепях водоема как пожиратели бактерий и некоторых водорослей. В свою очередь, они служат пищей многим беспозвоночным, а также только что вылупившимся из икринок малькам рыб. В определенные периоды жизни мальков инфузории составляют основу их питания.

В настоящее время доказано, что некоторые мелкие виды инфузорий (Colpoda, Colpidium) могут жить в почве как в активном состоянии, так и в состоянии цист. Исследования последних лет показывают, что фауна простейших играет немаловажную роль в жизни почвы. Сложные взаимоотношения устанавливаются между фауной простейших и бактериальной почвенной флорой. Бактерии служат пищей для простейших. Однако простейшие не только поедают их, но и выделяют некоторые вещества, стимулирующие размножение бактерий (особенно азотфиксирующих). Показано, что в ряде случаев простейшие способствуют повышению плодородия, особенно южных хорошо увлажняемых почв (например, в зоне культуры хлопчатника).

Экология сосущих инфузорий.

Немалое количество видов инфузорий ведет паразитический образ жизни. Хозяевами для паразитических инфузорий являются самые разнообразные беспозвоночные и позвоночные животные до высших обезьян и человека включительно.

Богатая видами (свыше 120 видов и разновидностей) группа паразитических инфузорий, большинство которых относится к отряду Entodiniomorpha, живет в переднем отделе желудка (рубце и сетке) жвачных. Они в огромном количестве заполняют рубец каждой особи рогатого скота, причем число их может доходить до 2 млн. на 1 см3 содержимого желудка. Такое постоянство нахождения и численное богатство этих инфузорий заставляет предполагать, что они симбионты рогатого скота, оказывающие, возможно, положительное влияние на пищеварительные процессы хозяина.

Имеются многочисленные виды инфузорий, паразитирующие на рыбах. Среди них особенно большое значение имеет равноресничная инфузория Ichthyophthirius. Она внедряется в толщу кожи рыб, образуя многочисленные язвочки; возникающее в результате тяжелое заболевание может вызвать массовую гибель рыб, что и наблюдается нередко в прудовых хозяйствах. Особенно подвержена заболеванию молодь карпа. На жабрах и коже рыб часто паразитируют представители отряда кругоресничных инфузорий из рода Trichodina, имеющие форму дисков и активно двигающиеся по коже и жабрам рыбы. При массовом развитии они также причиняют молоди рыб значительный вред.

В толстом кишечнике человека очень редко паразитирует равноресничная инфузория Balantidium coli, вызывающая тяжелую форму колита, который излечивается с трудом. Источником заражения человека обычно служат свиньи, у которых Balantidium паразитирует в кишечнике.

Имеются многочисленные виды инфузорий, паразитирующие в разных группах беспозвоночных животных. Несколько десятков видов безротых инфузорий (Astomata) живут в кишечнике кольчатых червей, питаясь осмотически.

Заключение

Делая вывод, можно сказать, что класс Инфузории очень разнообразен. Среди них есть свободноживущие обитатели пресных и морских водоёмов и паразиты человека и животных.

По сравнению с другими группами простейших инфузории имеют наиболее сложное строение, что связано с разнообразием и сложностью их функций.

Инфузории очень важны для среды, которую заселяют. Они играют заметную роль в пищевых цепях морских и пресных водоёмах. А фауна простейших играет немаловажную роль в жизни почвы.

Многие паразитические простейшие имеют большое практическое значение для человека как возбудители тяжелых заболеваний самого человека, домашних и промысловых млекопитающих, птиц, рыб, а также полезных насекомых. Поэтому борьба с протозойными паразитарными заболеваниями, профилактика и лечение их играют большую роль в медицинской и ветеринарной практике.

Литература

1. И.Х. Шарова «Зоология беспозвоночных: Учеб. для студ. высш. учеб. заведений», 2004 г.

2. Тезисы докладов IV Международного Симпозиума, посвященного памяти чл.-корр. АН СССР (РАН) Юрия Ивановича Полянского «Экология свободноживущих простейших наземных и водных экосистем», 2011 г.

3. http://bltandem.ru/dopolnenie-k-tipu-sporozoa-2-stranica

4. http://animalkingdom.su/books/item/f00/s00/z0000048/st017.shtml

5. http://www.dissercat.com/content/fauna-i-ekologicheskie-osobennosti-resnichnykh-infuzorii-vodoemov-yuga-tyumenskoi-oblasti

Приложение

Рис. 1. Инфузория-туфелька

Рис. 2. Инфузории: 1 -- трубач (Stentor polymorphus); 2 -- балантидий (Balantidium coli); 3 -- Opercularia plicatilis; 4 -- Stylonychia mytilus; 5 -- Codonella cratera; 6 -- Ophryoscolex caudatus; 7 -- Spirochona elegantula (с почкой)

Рис. 3. Сосущие инфузории

Размещено на Allbest.ru