Nálevník pantoflíček žije v mělkých stojatých vodách. Toto jednobuněčné zvíře, dlouhé 0,5 mm, má vřetenovité tělo, nejasně připomínající botu. Nálevníci jsou neustále v pohybu, plavou tupým koncem dopředu. Rychlost pohybu tohoto zvířete dosahuje 2,5 mm za sekundu. Na povrchu těla mají organely pohybu – řasinky. V buňce jsou dvě jádra: velké jádro je zodpovědné za výživu, dýchání, pohyb, metabolismus; Malé jádro je zapojeno do sexuálního procesu.
Struktura brvitého střevíčku
Tělo nálevníku je složitější. Tenká elastická skořepina pokrývající vnější stranu řasinky udržuje stálý tvar jejího těla. Tomu napomáhají i dobře vyvinutá podpůrná vlákna, která se nacházejí ve vrstvě cytoplazmy přiléhající k membráně. Na povrchu těla řasenky je asi 15 000 kmitajících řasinek. Na základně každého cilia leží bazální tělo. Pohyb každé řasy se skládá z prudkého tahu jedním směrem a pomalejšího, plynulého návratu do původní polohy. Řasinky kmitají přibližně 30krát za sekundu a podobně jako vesla tlačí řasinky dopředu. Vlnový pohyb řasinek je koordinovaný. Když pantoflíček plave, pomalu se otáčí kolem podélné osy těla.
Životní procesy
Jídlo
Pantoflíček a někteří další volně žijící nálevníci se živí bakteriemi a řasami.
Reakce nálevníků na potravu
Tenká elastická skořepina, (buněčná membrána) pokrývající nálevníky zvenčí, udržuje stálý tvar těla. Na povrchu těla je asi 15 tisíc řasinek. Na těle je prohlubeň – buněčná ústa, která přechází v buněčný hltan. Ve spodní části hltanu se potrava dostává do trávicí vakuoly. V trávicí vakuole se potrava tráví do hodiny, nejprve kyselou a poté zásaditou reakcí. Trávicí vakuoly se pohybují v těle nálevníku proudem cytoplazmy. Nestrávené zbytky jsou vyhazovány na zadním konci těla přes speciální strukturu – prášek umístěný za ústním otvorem.
Dýchání probíhá přes obaly těla. Kyslík se dostává do cytoplazmy celým povrchem těla a okysličuje složité organické látky, v důsledku čehož se mění na vodu, oxid uhličitý a některé další sloučeniny. Tím se uvolňuje energie, která je nezbytná pro život zvířete. Oxid uhličitý se při dýchání odstraňuje celým povrchem těla.
Výběr
V těle pantofle ciliate jsou dvě kontraktilní vakuoly, které jsou umístěny na předním a zadním konci těla. Shromažďují vodu s rozpuštěnými látkami vzniklými při oxidaci složitých organických látek. Po dosažení maximální velikosti se kontraktilní vakuoly přiblíží k povrchu těla a jejich obsah se vylije. U sladkovodních jednobuněčných živočichů je přebytečná voda, která neustále vstupuje do jejich těla z prostředí, odstraňována pomocí kontraktilních vakuol.
Podrážděnost
Nálevníci se shromažďují směrem ke shlukům bakterií v reakci na působení látek, které vylučují, ale plavou pryč od takové dráždivé látky, jako je stolní sůl.
Podrážděnost je vlastnost všech živých organismů reagovat na podněty – světlo, teplo, vlhkost, chemikálie, mechanické vlivy. Jednobuněční živočichové se díky dráždivosti vyhýbají nepříznivým podmínkám a nacházejí potravu i jedince svého roku.
Reprodukce
Nepohlavní
Nálevníci se obvykle rozmnožují nepohlavně – dělením na dvě části. Jádra jsou rozdělena na dvě části a každý nový nálevník obsahuje jedno velké a jedno malé jádro. Každá ze dvou dcer obdrží část organel, zatímco ostatní se tvoří nově.
Sexuální
S nedostatkem potravy nebo změnou teploty nálevníci pokračují k sexuální reprodukci a pak se mohou změnit v cystu.
Během sexuálního procesu se počet jedinců nezvyšuje. Dva nálevníci jsou dočasně navzájem spojeni. V místě kontaktu se skořápka rozpustí a mezi zvířaty se vytvoří spojovací můstek. Velké jádro každého nálevníku zmizí. Malé jádro se dělí dvakrát. Každý nálevník produkuje čtyři dceřiná jádra. Tři z nich jsou zničeny a čtvrtý je znovu rozdělen. Výsledkem je, že v každém zůstanou dvě jádra. Podél cytoplazmatického můstku dochází k výměně jader a tam se spojuje se zbývajícím jádrem. Nově vzniklá jádra tvoří velká a malá jádra a nálevníky se rozptýlí. Tento sexuální proces se nazývá konjugace. Trvá asi 12 hodin. Sexuální proces vede k obnově, výměně mezi jedinci a redistribuci dědičného (genetického) materiálu, což zvyšuje vitalitu organismů.
Článek napsal Pavel Čajka, šéfredaktor časopisu Poznavaika. Od roku 2013, od založení časopisu, se Pavel Čajka věnuje popularizaci vědy na Ukrajině a ve světě. Hlavním cílem časopisu i tohoto článku je vysvětlit složitá vědecká témata jednoduchým a přístupným jazykem
Obsah:
Život na naší planetě se vyznačuje neuvěřitelnou rozmanitostí všech druhů živých organismů, které mají někdy neuvěřitelně složitou strukturu. Celá tato rozmanitost života: od nejjednoduššího hmyzu a rostlin až po nás lidi (možná ty nejsložitější organismy) se skládá z buněk, těchto malých kostek živé hmoty. A pokud je člověk korunou biologické evoluce, pak bude velmi zajímavé zvážit její začátek: nejjednodušší jednobuněčné organismy, které se ve skutečnosti na úsvitu dějin staly předky všeho živého. Pantoflíček brvitý (spolu s amébou a zeleným euglena) je jedním z nejznámějších jednoduchých jednobuněčných tvorů. Jaká je struktura střevle brvitého, jeho stanoviště, jak se živí a rozmnožuje, o tom všem si přečtěte dále.
Popis a charakteristika. Jak vypadá pantoflíček brvitý?
Ve skutečnosti pantoflíček brvitý není vůbec jeden jednoduchý jednobuněčný organismus, za tímto názvem se skrývá více než 7 tisíc různých druhů nálevníků. Všechny sdílejí tvar, který trochu připomíná podrážku boty, proto „bota“ v názvu. (Slipper v názvu se však ujal pouze zde; v angličtině je „slipper ciliate“ uveden pod latinským názvem „Paramecium caudatum“, což v překladu znamená „paramecium tailed“).
Také všichni nálevníci mají schopnost osmoregulace, to znamená, že dokážou regulovat tlak vnitřního prostředí svého těla. V této věci jim pomáhají dvě kontraktilní vakuoly, které se stlačují a uvolňují, čímž vytlačují přebytečnou tekutinu z těla řasinek.
Velikosti nálevníků pantofle se pohybují od 1 do 5 desetin milimetru.
Fotografie pantofle brvitého.
I když je střevíček nálevník nejjednodušším jednobuněčným tvorem, to znamená, že celé jeho tělo se skládá pouze z jedné buňky, přesto má schopnost samostatně dýchat, krmit se, rozmnožovat se a pohybovat se. Jinými slovy, má všechny funkce a schopnosti, které má každé jiné zvíře. Navíc, mezi ostatními jednoduchými jednobuněčnými organismy, je pantoflíček brvitý nejsložitější. Zejména mezi jeho organelami (prvky buňky) jsou ty, které se nenacházejí u jeho ostatních jednobuněčných „kolegů“: améby a eugleny.
Mezi „pokročilé“ organely nálevníků lze zaznamenat:
- Kontraktilní vakuoly, které jsme již zmínili, jsou zodpovědné za osmoregulaci a úroveň tlaku uvnitř buňky.
- Trávicí vakuoly, jsou zodpovědné za zpracování potravy. Ve skutečnosti slouží jako žaludek pro nálevníky.
- Poroshitsa je otvor v zadní končetině řasinek, zodpovědný za výstup trávicího odpadu. Uhodněte sami analogií toho, které místo v našem těle je prášek.
- Ústa, což je vybrání do buněčných membrán. S jeho pomocí nálevník zachycuje bakterie a další potravu, která se pak dostává do speciálního kanálu zvaného cytofarynx (analogický našemu hltanu).
Nálevníci, kteří mají ústa, prášek a trávicí vakuoly, praktikují holozoický typ výživy, to znamená, že zachycují organické částice uvnitř svého těla.
Tak vypadá pantoflíček brvitý pod mikroskopem.
Zajímavý fakt: dýchání nálevkovitého střevíčku se neprovádí pomocí úst, ale celým tělem: kyslík vstupuje do cytoplazmy skrz vrstvu buňky, kde se s jeho pomocí oxidují organické látky, přeměňují se na uhlík oxid, voda a další sloučeniny.
Další úžasnou vlastností nálevníků, která z nich dělá „nejsložitější z nejjednodušších“, je přítomnost až dvou jader v buňce. Jedno z jader je velké, nazývá se makronukleus a druhé malé se nazývá mikronukleus. Obě jádra ukládají stejné informace, pokud je však velké jádro neustále v provozu a jeho informace jsou neustále využívány, což znamená, že může být poškozeno (jako když běží knihy v knihovně). Pokud k takovému poškození dojde, pak je právě pro tento případ poskytnuto druhé malé jádro, které slouží jako něco jako rezerva pro případ selhání hlavního jádra.
Jak vidíte, naše dnešní hrdinka, pantoflíček brvitý, je nejdokonalejší mezi nejjednoduššími jednobuněčnými organismy.
Struktura
Přes zdánlivou jednoduchost není struktura nálevníků v žádném případě jednoduchá. Z vnější strany je chráněn tenkou elastickou membránou (také známou jako buněčná membrána), která také pomáhá tělu nálevníku udržovat stálý tvar. Ochranná podpůrná vlákna řasinek se nacházejí ve vrstvě husté cytoplazmy, která přiléhá ke skořápce.
Kromě toho zahrnuje ciliátní cytoskelet různé mikrotubuly, alveolární cisterny, bazální tělíska s řasinkami, fibrilami a filamenty a další organely odpovědné za důležité funkce, jako je metabolismus.
Díky přítomnosti cytoskeletu nemohou nálevníci, na rozdíl od améb, svévolně měnit tvar svého těla.
Schematický nákres struktury nálevníků.
Klasifikace
Také struktura nálevníku závisí na jeho třídě. Takto se rozlišují dvě třídy pantoflových nálevníků:
- řasnaté nálevníky,
- sající nálevníky.
Podívejme se na ně podrobně níže.
Nálevníci
Jsou tak pojmenováni, protože jejich tělo je pokryto malými řasami, nazývanými také řasinky. Délka řasy není větší než 0,1 mikrometru. Řasy mohou být buď rovnoměrně rozmístěny po těle naší nejjednodušší krásy, nebo mohou být shromážděny ve svazcích, které biologové nazývají „cirhy“. Samotné řasy jsou svazkem fibril, což jsou vláknité proteiny.
Každá řasnatá řasa může mít několik tisíc těchto řas. Pohyb nálevníků se také provádí pomocí řas.
Sání nálevníků
Sací nálevníci nemají nejen řasinky, ale také ústa, hltan a trávicí vakuoly, tak charakteristické pro jejich „chlupaté“ příbuzné. Ale mají zvláštní chapadla, což jsou plazmové trubice. Právě tyto chapadlové trubičky plní u sajících řasinek funkci úst a hltanu, protože zachycují a vedou živiny do endoplazmy buňky.
Bez řas se sající nálevníci nemohou pohybovat. To však nepotřebují, mají speciální přísavku, přichytí se na kůži nějakého kraba nebo ryby a žijí na nich. Existuje jen několik desítek druhů savých nálevníků ve srovnání s tisíci druhů jejich brvitých protějšků.
Habitat
Nálevníci obvykle žijí v mělkých sladkovodních vodách se stojatou vodou a hnijící organickou hmotou. Potřebují stojatou vodu, aby nepřekonaly sílu proudu, který je unese, proto v řekách nejsou nálevníci. V mělkých nádržích Slunce dostatečně ohřívá vodu a hnijící organická hmota jim slouží jako zdroj potravy. Mimochodem, podle nasycení konkrétní nádrže nálevníky lze posoudit míru jejího znečištění; čím více jich je, tím více znečištěná nádrž.
Ale nálevníci nemají rádi slanou vodu, takže se nevyskytují v mořích a oceánech.
Jídlo
Co žere pantoflíček? Výživa nálevníků závisí na jejich třídě. Přísavní nálevníci jsou tedy opravdovými predátory jednobuněčného světa: zdrojem jejich potravy jsou další menší jednobuněčné organismy, které k jejich smůle proplouvají. Sací nálevníci svými chapadly uchopí jiné jednobuněčné organismy. Zpočátku je oběť zajata jedním chapadlem a poté ke stolu přicházejí další „bratři“. Chapadla rozpouštějí buněčnou membránu oběti a absorbují ji dovnitř.
Nálevník je ale v tomto ohledu „vegetariánský“, jeho zdrojem potravy jsou obvykle jednobuněčné řasy, které jsou zachyceny ústními dutinami, odtud se dostávají do jícnu a dále do trávicích vakuol. Zpracované potraviny jsou vyhazovány přes prášek.
Zajímavost: v tlamě brvitosti jsou i cilia, které při kývání vytvářejí proud, který unáší částečky potravy do oblasti úst.
Reprodukce
Reprodukce nálevníků může být buď pohlavní, nebo nepohlavní – dělením buněk.
- Pohlavní rozmnožování: při něm se dva nálevníci spojí se svými bočními plochami, zatímco se membrány mezi srostlými plochami rozplynou a vytvoří se jakýsi cytoplazmatický můstek. Prostřednictvím tohoto můstku si buňky vyměňují jádra. Velká jádra se úplně rozpustí a malá se dvakrát rozdělí. Poté z výsledných čtyř jader tři zmizí a zbývající jádro se opět rozdělí na dvě. Výměna zbývajících jader probíhá přes cytoplazmatický můstek. Z výsledného materiálu vznikají nově zrozená jádra, velká i malá. Poté se nálevníci od sebe rozptýlí. V biologii se tento sexuální proces nazývá konjugace.
- Nepohlavní rozmnožování nálevníků dělením je mnohem jednodušší. Při ní se obě buněčná jádra rozdělí na dvě, jako jiné organely. Z jednoho nálevníku se tedy vytvoří dva, každý s úplnou sadou nezbytných organel.
funkce
Nálevníci, stejně jako ostatní prvoci, plní řadu důležitých biologických funkcí. Ničí mnoho druhů bakterií a slouží zase jako potrava pro malé bezobratlé organismy. Někdy jsou speciálně vyšlechtěny jako potrava pro potěr některých akvarijních ryb.
Doporučená četba a užitečné odkazy
- Ehrenberg CG Dritter Beitrag zur Erkenntniss grosser Organization in der Richtung des kleinsten Raumes (německy) // Abhandlungen der Koniglichen Akademie der Wissenschaften zu Berlin. Aus dem Jahre 1833: časopis. – Lipsko, 1835. – S. 268-269, 323.
- Ehrenberg CG 502. Paramecium caudatum, geschwanztes Pantoffelthierchen // Die Infusionsthierchen als volkommene Organismen. – Lipsko, 1838. – S. 351-352.
- Polyansky Yu. I. Prvoci z podříše neboli jednobuněční (prvoci) // Život zvířat / ed. Yu I. Polyansky, kap. vyd. V. E. Sokolov. — 2. vyd. – M.: Vzdělávání, 1987. – T. 1. Prvoci. Coelenterates. Červi. – S. 95-101. — 448 s.
- Warren, A. (2015). Paramecium caudatum Ehrenberg, 1833. In: Warren, A. (2015) World Ciliophora Database. — WoRMS — Světový registr mořských druhů
Video
A na závěr výukové video na téma našeho článku.
Autor: Pavel Čajka, šéfredaktor časopisu Poznavayka
Při psaní článku jsem se snažil, aby byl co nejzajímavější, nejužitečnější a nejkvalitnější. Budu vděčný za jakoukoliv zpětnou vazbu a konstruktivní kritiku ve formě komentářů k článku. Své přání/dotaz/návrh můžete také napsat na můj mail pavelchaika1983@gmail.com nebo na Facebook, s respektem k autorovi.
