Подцарство Одноклеточные, или Простейшие

1. Лекция №1

Подцарство
Одноклеточные, или Простейшие
Protozoa
Блохин
Геннадий
Иванович

2. Царство Животные (Animalia, или Zoa)

• Надраздел Фагоцителлозои (Phagocytellozoa): Тип Пластинчатые
(Placozoa)
• Надраздел Паразои (Parazoa):Тип Губки (Porifera, или Spongia)
• Надраздел Эуметазои (Eumetozoa):
• Раздел Лучистые (Radiata):Тип Кишечнополостные, или Стрекающие
(Coelenterata, или Cnidaria)Тип Гребневики (Ctenophora) Тип Мезозои
(Mesozoa)
• Раздел Двусторонне-симметричные (Bilateria):Тип Плоские черви
(Plathelminthes) Тип Немательминты (Nemathelminthes) Тип Немертины
(Nemertini) Тип Кольчатые черви (Annelida) Тип Моллюски (Mollusca)Тип
Онихофоры (Onychophora) Тип Членистоногие (Arthropoda)Тип
Погонофоры (Pogonophora) Тип Щупальцевые (Tentaculata) Тип
Щетинкочелюстные, или Морские стрелки (Chaetognatha) Тип
Иглокожие (Echinodermata)Тип Полухордовые (Hemichordata) Тип
Хордовые (Chordata)

3. Содержание лекции

• Общие принципы организации
одноклеточных.
• Характеристика жизнедеятельности.
• Систематика одноклеточных
• Характеристика типов.

4.

• Общее число видов до 70000.
• Животные на клеточном уровне организации.
Их тело морфологически соответствует одной
клетке, выполняя вместе с тем функции
целостного организма. Им присущи все
жизненные функции многоклеточного
организма.
• Обитатели водоемов, но достаточно
микрокапельной среды.
• Микроскопических размеров, самые мелкие –
внутриклеточные паразиты.
• Формы тела и типы симметрии разнообразны.
• Принципы организации – как и для всех
клеток живых организмов.

5.

6. Схема строения Protozoa на примере амебы П/т Sarcodina Класс Rhizopoda Отр. Amoebina

3
6
3
2
4
5
4
4
1
1 - эктоплазма
2 - энтоплазма
3 - пищеварительная
вакуоль
4 - сократительная
(пульсирующая)
вакуоль
5 - ядро
6 - псевдоподии

7. Строение Protozoa на примере инфузории - туфельки

Строение Protozoa на примере инфузории туфельки
4
2
7
1
3
6
5
1 – ядро
2 – пищеварительные
вакуоли
3 – микронуклеус
4 – реснички
5 – сократительная
вакуоль и
приводящие каналы
6 – клеточная глотка
7 – микронуклеус

8.

Два основных компонента: цитоплазма и ядро. Цитоплазма
ограничена наружной мембраной, которая имеет толщину 7,5нм и
состоит из 3 слоев. Она регулирует поступление веществ в клетку. У
многих
усложняется
дополнительными
структурами,
увеличивающими толщину и прочность. Таким образом, возникает
пелликула и другие оболочки.
Цитоплазма обычно распадается на 2 слоя: более
светлую и плотную эктоплазму и внутреннюю,
богатую различными включениями энтоплазму. В
цитоплазме
локализуются
общеклеточные
органоиды: митохондрии, эндоплазматическая сеть,
рибосомы, элементы аппарата Гольджи. Кроме того,
имеются
и
специфические
органеллы:
фибриллярные
образования
–
опорные
и
сократительные волоконца, сократительные и
пищеварительные вакуоли.

9.

Движение – амебоидное (саркодовые). Помимо амебоидного для некоторых простейших характерно
более сложное движение. Как правило оно характерно для животных, имеющих специальные органоиды
передвижения, такие как жгутики и реснички. Некоторые способны к быстрому сокращению за счет особых
сократительных фибрилл – мионем. Встречаются и неподвижные виды.
Часть видов простейших не обладает покровными и опорными структурами. Клетки таких простейших
ограничены лишь тонкой цитоплазматической мембраной. Такие виды не имеют постоянной формы тела,
для них характерно наиболее примитивное движение – амебоидное, т.е. за счет псевдоподий и
перетекания цитоплазмы.

10.

У других имеется плотная оболочка – пелликула, образующаяся за счет уплотнения периферического слоя
цитоплазмы и наличия в нем опорных фибрилл. В этом случае они обладают постоянной формой тела, но
не теряют гибкости и эластичности. У других может образовываться панцирь из чешуек, внутренний или
наружный минерализованный скелет.
Эвглена
Кокколитофорида
Раковина фораминиферы
Радиолярии

11.

Типы питания разнообразны. Автотрофный тип питания характерен для растительных жгутиконосцев.
Они способны к фотосинтезу. Зеленый пигмент хлорофилл локализуется в особых телах хроматофорах.
Euglena rostrifera
Campylomonas
Гетеротрофный тип обмена, когда питание происходит готовыми органическими веществами.
Trichomonas vaginalis

12.

Способы размножения Protozoa
Размножение простейших разнообразно. Бесполое размножение может
происходить: - простым митотическим делением клетки.
- множественным делением (шизогонией)
- почкованием
Колония инфузорий кархезиум

13.

Бесполое размножение

14. Половое размножение Protozoa

15.

Половое размножение также характерно для многих представителей
простейших. Оно характеризуется образованием половых клеток –
гамет и их последующим слиянием или копуляцией.
У простейших часто наблюдается чередование полового
и бесполого размножений.

16.

17.

Две инфузории подплывают друг к другу и
слипаются боковыми поверхностями своих
продолговатых тел. В это время ядра в тельцах
обоих партнеров начинают мейотически
делиться, и по окончанию этого в цитоплазме
каждой инфузории остается по два гаплоидных
ядра. К этому моменту в оболочках клеток
обоих партнеров образуется нечто вроде
окошечек, и здесь цитоплазмы той и другой
клеток сливаются воедино. По одному из двух
гаплоидных ядер каждой инфузории
направляются к этой цитоплазматической
перемычке, переходят через нее в тело
партнера и там сливаются с другим гаплоидным
ядром, оставшимся неподвижным. В итоге
каждая из конъюгирующих инфузорий обладает
теперь диплоидным ядром, в котором половина
хромосом изначально принадлежала данному
индивиду, а другая половина получена от
партнера по конъюгации. У разных видов
инфузорий описанный половой процесс
занимает от 3–4 часов до 7 суток. По окончании
конъюгации партнеры разъединяются, после
чего каждый из них способен вновь долгое
время размножаться делением надвое

18. Царство Животные (Animalia, или Zoa)

Подцарство Одноклеточные, или
Простейшие (Protozoa)
Тип Саркомастигофоры (Sarcomastigophora)
Тип Апикомплексы (Apicomplexa)
Тип Миксоспоридии (Myxozoa)
Тип Микроспоридии (Microspora)
Тип Асцетоспоридии (Ascetospora)
Тип Лабиринтулы (Labyrinthomorpha)
Тип Инфузории (Ciliophora)

19. Тип Саркомастигофоры (Sarcomastigophora) Фораминиферы

20. Раковина фораминиферы

21. Радиолярии

22. Жгутиковые

3
3
1
3
5
6
4
7
8
1 - Эвглена зеленая
3 – 7 Перидинеи
8 - Ночесветка
(ноктилюка)

23.

24. Мастигамеба

25. Трихомонада Трипаносома

26.

Тип: Apicomplexa
Eugregarina sp.
Эпицеллюлярный (приклеточный)
тип развития.Трофозоит частично
внедряется в эпителиоцит с помощью эпимерита, через поверхность которого осуществляется
питание паразита
сизигий
гаметоциста
трофозоит
зоиты
Безвредные симбионты
пищеварительного тракта
Однако при интенсивном
заражении забивают просвет
кишечника и пилорических
придатков; по нашим данным
могут быть умеренно патогенными
Де – дейтомерит, З - зоиты, Пр – протомерит, Ц – циста, Эп - эпимерит

27. Тип Апикомплексы Класс Споровики Отряд Грегарины

Грегарина (Eugregarina sp.)
Строение зоита
Де – дейтомерит, З - зоиты,
Пр – протомерит, Ц – циста, Эп - эпимерит

28. Отряд кокцидии Подотряд Эймериевые

Ооциста кокцидии (Eimeria sp.)
Токсоплазма (Toxoplasma)
Жизненный цикл кокцидии рода Eimeria

29.

30.

Миксоспоридии (их называют также слизистыми споровиками)—почти исключительно паразиты
морских и пресноводных рыб. Некоторые виды миксоспоридий вызывают заболевание и нередко гибель
хозяина (в особенности мальков), чем наносят огромный ущерб рыбному хозяйству. В природе
миксоспоридий распространены очень широко во всех широтах и во всех типах водоемов. Число их видов
равно приблизительно 700. Локализация миксоспоридий в теле хозяина бывает самой разнообразной.
Часть видов поражает ткани различных органов — соединительную (в том числе и хрящ), мускульную,
нервную, ткани почек. Некоторые виды живут в полостях органов, чаще всего в желчном и мочевом
пузыре. Миксоспоридий никогда не паразитируют в полости кишечника.

31.

Полостные виды миксоспоридий имеют амебоидное тело с несколькими ядрами. Они образуют
псевдоподии и способны передвигаться (рис. 78). Размеры этих миксоспоридий невелики, они измеряются
обычно десятками микрон. Цитоплазма разделена на два слоя: наружную, более светлую эктоплазму и
внутреннюю — эндоплазму. В эндоплазме у зрелых особей лежат споры.
Тканевые миксоспоридий представляют собой плазматические массы, лежащие в толще тканей и
окруженные оболочкой. В плазматическом теле их обычно имеется большое число ядер (измеряемое
иногда сотнями и тысячами) и спор. Размеры многоядерных плазмодиев тканевых миксоспоридий могут
быть очень различны. Некоторые из них достигают горошины или даже ореха. В этих случаях на теле рыб
образуются опухоли, которые затем прорываются и превращаются в язвы.
Для распространения миксоспоридий служат споры, с рассмотрения строения и развития которых мы и
начнем изложение хода жизненного цикла. Споры формируются в эндоплазме миксоспоридий. В
плазмодиях многих мелких полостных видов образуются всего две споры. В крупных плазмодиях тканевых
видов число спор может достигать сотен и тысяч. Зрелая спора миксоспоридий обладает характерной и
сложной структурой. Снаружи спора имеет двустворчатую прочную оболочку. Створки ее соединены друг с
другом по линии, называемой швом. В этой области они соприкасаются друг с другом, как два часовых
стекла, сложенных краями. Форма створок у разных видов различна, кроме того, они могут нести снаружи
отростки разной формы и длины.

32.

33.

Внутри створок в задней части споры помещается маленький амебовидный зародыш, обычно
двухъядерный. На переднем конце споры (а у сильно вытянутых спор — у линии шва или на
противоположных концах) помещаются две стрекательные капсулы (у немногих видов их бывает четыре).
Стрекательная капсула представляет собой пузырек с жидкостью, имеющий собственную оболочку, внутри
которого расположена скрученная спиралью длинная тонкая нить. Длина нити в несколько раз превосходит
длину споры. Эта нить играет важную роль при заражении хозяина миксоспоридиями.
Развитие споры протекает сложно. На деталях его мы останавливаться не будем, укажем лишь, что в
формировании каждой споры принимают участие 6 ядер, из них два переходят в амебоиды, за счет двух
формируются створки, два остальных участвуют в образовании стрекательных капсул.
Зрелые споры попадают в воду. Это совершается разными путями: у полостных миксоспоридий —
через кишечник или почки, у тканевых — при разрыве цисты и образовании язв. У некоторых видов споры
освобождаются лишь после смерти хозяина, как, например, у миксоспоридий, паразитирующих в хрящевой
и нервной ткани. Если спора будет заглочена хозяином (рыбой), то под воздействием пищеварительных
соков стрекательные нити с силой выбрасываются и внедряются в стенку кишечника. Таким путем спора
прочно закрепляется в теле хозяина. После этого створки расходятся по линии шва — спора как бы
раскрывается. Амебоидный зародыш выходит из споры и активно внедряется в ткани. Далее через ткани
хозяина он направляется в тот орган, в котором паразитирует данный вид миксоспоридий.

34.

Рассмотренный выше жизненный цикл миксоспоридий не имеет ничего сходного с циклами споровиков
(грегарин, кокцидий, гемоспоридий). Здесь отсутствуют шизогония, гаметогенез, оплодотворение и
спорогония, закономерное чередование которых столь характерно для класса споровиков. Размножение и
распространение связано у миксоспоридий с образованием спор. Строение спор и их развитие
совершенно иное, чем у споровиков. Очевидно, что развитие спор миксоспоридий следует рассматривать
как своеобразный процесс бесполого размножения, несколько напоминающий внутреннее почкование.
Имеется ли у миксоспоридий в какой-либо форме половой процесс? Вопрос этот до настоящего времени
не может считаться окончательно решенным. Мы видели выше, что амебоид, заключенный в споре,
обладает двумя ядрами. По наблюдениям многих авторов, но выходе амебоида из споры ядра сливаются.
В этом усматривают вторично упрощенную форму полового процесса, поскольку основным моментом в
оплодотворении является слияние ядер.
Имеется много видов миксоспоридий (преимущественно виды родов Myxobolus и Henneguya), которые
паразитируют на жабрах. Они поражают карповых рыб, судаков, щуку и других промысловых рыб. При
массовом поражении жабр нарушается нормальный процесс дыхания, что приводит к заболеваниям.
Тяжелое заболевание особенно ценных лососевых рыб (форель, лосось) вызывает миксоспоридия
Myxosoma cerebralis. Этот паразит поражает преимущественно мальков, вызывая их массовую гибель.
Болезнь получила название «вертеж форелей» по характерному признаку заболевания. Myxosoma
cerebralis локализуется в хрящевой ткани. При массовом заражении споры встречаются и в других органах:
головном мозгу, мышцах. Особенно часто миксоспоридия локализуется в полукружных каналах, вызывая
разрушение органа равновесия. Это нарушает нормальное движение. Рыбки начинают кружиться с
большой быстротой, после чего наступает период утомления. Второй характерный симптом заболевания
— искривление позвоночника, связанное с нарушением целостности хряща позвоночника. Кроме
искривления хвостового отдела, наблюдается ненормальная темная пигментация хвоста. «Вертеж
форелей» часто приводит к массовой гибели молодых рыбок. После гибели рыбки при разложении трупа
споры попадают в воду.

35.

Плотва с опухолями, образованными плазмодиями миксоспоридий
Схема строения споры миксоспроридии
ам-амебоидный зародыш,
я – ядра зародыша,
пк – полярная капсула,
сп-спиральная нить

36.

Тип Микроспоридии (Microspora)
А
C
D
B
Микроспоридия Thelohania solenopsae из огненного муравья Solenopsis invictae

37.

В отличие от миксоспоридий, микроспоридии паразитируют как в позвоночных животных
(преимущественно в рыбах), так и в беспозвоночных. Это внутриклеточные паразиты. Число известных
видов их около 200. Наибольший вред причиняют паразиты насекомых, так как некоторые виды
микроспоридий вызывают тяжелое заболевание полезных для человека пчелы и тутового шелкопряда. У
медоносной пчелы болезнь, вызываемая микроспоридиями (Nosema apis), называется белым поносом.
Она сильно истощает пчелиную семью и нередко вызывает ее гибель. Микроспоридиоз тутового
шелкопряда носит название пебрины (Nosema bombycis). Это заболевание в большинстве случаев
смертельно. Некоторые микроспоридии поражают насекомых — вредителей сельскохозяйственных
растений и этим приносят пользу.
Число видов микроопоридий, паразитирующих в рыбах, невелико. Они могут поражать разные органы,
локализуясь чаще всего в соединительной ткани и мышцах. Из рыб, имеющих промысловое значение,
микроспоридиями поражаются снетки, корюшка.
Познакомимся с жизненным циклом микроспоридий на примере Nosema apis (из медоносной пчелы) и N.
bombycis (из тутового шелкопряда). Он сходен с циклом миксоспоридий. У пчелы паразит развивается в
клетках эпителия кишечника, у тутового шелкопряда — в клетках самых различных органов. Споры очень
мелкие (у Nosema apis длина 4, 5—6, 5 мк, ширина 2, 5—3, 5 мк). Имеется прочная и относительно тонкая
оболочка, которая, в отличие от таковой у миксоспоридий, не является двустворчатой. Значительная часть
пространства внутри оболочки споры занята одной стрекательной капсулой с расположенной в ней
спирально закрученной длинной тонкой нитью. Сзади к капсуле примыкает очень маленький, вероятно
двухъядерный, амебоидный зародыш.

38.

Споры микроспоридий
Paranosema grylli, DAPI
ядро

39.

Тип Миксоспоридии (Mixospora)

40.

41.

При проникновении споры в кишечник хозяина нить стрекательной капсулы с силой выбрасывается и
внедряется в клетку эпителия. Длина ее в выброшенном состоянии достигает 70 мк, что превосходит
длину споры более чем в 10 раз.
Вместе с нитью (по-видимому, на конце нити) из споры выносится и амебоидный зародыш,
который таким путем проникает в клетку хозяина. Здесь амебоид начинает энергично делиться,
образуя характерные цепочки, состоящие из отдельных клеток паразита. Многоядерных плазмодиев не
образуется. Вскоре начинается формирование спор, строение которых уже рассмотрено выше. У
Nosema bombycis (возбудителя пебрины шелкопряда) паразит при сильном заражении проникает в
цитоплазму яйцевых клеток, и в этом случае, если родительская особь не погибает, паразит
передается следующему поколению. Получается передача возбудителя «по наследству».
Борьба с микроспоридиозами пчелы и тутового шелкопряда представляет собой сложную задачу.
В основном дело сводится к профилактическим мероприятиям. Зараженные ульи дезинфицируют.
Сильно зараженные семьи приходится уничтожать. Важной мерой борьбы с пебриной шелковичного
червя является микроскопический контроль отложенных яиц. Часть яиц изучают под микроскопом.
Если в них найдут споры микроспоридий, то всю партию яиц уничтожают.

42.

Жизненный цикл микроспоридий – паразитов рыб схож с вышеизложенным.
Ниже приведено его описание.
В жизненном цикле 2 стадии: паразитич. вегетативная (трофонт) и
расселительная (спора). Трофонт содержит 2 типа ядер и 2 типа
клеток — вегетативные и генеративные, размножается бесполым
путём. Из генеративных клеток после делений (последнее из к-рых
— мейоз) образуются многоклеточные споры с разл. числом
створок, полярных капсул (со спирально закрученными в них
стрекат. нитями) и амебоидными (чаще двуядерными) зародышами.
При попадании споры в организм животного-хозяина стрекат. нити с
силой раскручиваются и прочно фиксируют спору. Из раскрывшейся
споры высвобождается амебоидный зародыш и продвигается в
тканях к месту паразитирования. До выхода зародыша из споры
ядра его сливаются, давая начало новому диплоидному поколению
трофонтов.
Зрелые споры микроспоридий – инвазионная стадия, т.е. стадия
заражения в жизненном цикле паразита. Это самые мелкие
клетки из известных эукариотических клеток, их размер не
превышает 4 мкм. Но образуются они в огромном количестве –
от 100 до 1 000 000 штук в каждой клетке хозяина! Каждая спора
состоит из одно- или двухъядерного «зародыша» и аппарата
экструзии, который обеспечивает проникновение зародыша в
клетку нового хозяина (или в новую клетку того же хозяина).

43.

Этот аппарат состоит из так называемой полярной трубки с диском на переднем конце и набора
мембранных полостей. Интересно, что в ходе развития спор полярная трубка формируется из
эндоплазматической сети и аппарата Гольджи клетки хозяина (!).
За счет увеличения объема мембранных полостей и, видимо, некоторого сокращения стенок споры в
зрелой споре создается повышенное давление, достигающее колоссальной величины – 30–50 атм.!
Под действием этого давления диск пробивает оболочку споры, и полярная трубка выворачивается
наружу. Зародыш, проникающий через ее просвет в клетку хозяина, начинает там активно питаться,
расти, делиться, т.е. становится вегетативной стадией.
Распространение паразита от одного хозяина к другому может осуществляться разными путями:
через поедание экскрементов, каннибализм, от самки к потомству через яйцо или плаценту.
Расселение же паразита по организму хозяина у позвоночных происходит с клетками крови.
Если популяции организмов, в клетках которых паразитируют микроспоридии, достигают большой
плотности (как это случается у домашних животных), в них могут возникать мощные эпизоотии.

44.

Асцетоспоридии, тип паразитических простейших. В жизненном цикле образуется многоклеточная
спора с тонкой стенкой и небольшой порой, через которую один или несколько зародышей проникают в
тело хозяина. Около 30 видов — паразиты морских моллюсков. Могут причинять значительный ущерб
аквакультурам промысловых моллюсков (напр. устриц и жемчужниц).
Лабиринтулы, тип и класс свободноживущих простейших, которых ранее относили к грибам или амебам.
Живут на морских водорослях, образуя колонии, которые состоят из многочисленных разветвленных
трубочек. В них в различных направлениях перемещаются веретенообразные клетки. Размножаются путем
простого деления клеток или в результате распада колонии. Около 35 видов.

45.

-Наличие ресничек хотя бы на какой – то
стадии жизненного цикла
- Наличие клеточного рта и клеточной глотки
-Ядерный дуализм.
Макронуклеус – вегетативное (соматическое ядро)
Микронуклеус – генеративное ядро
- Свободноживущие; Экто- и эндопаразиты; много симбионтов

46.

• Распределение ресничек – важный
систематический признак инфузорий. У
инфузорий Suctoria во взрослой стадии
наблюдается полная редукция ресничного
покрова, ресничные образования
заменяются у них сосательными
щупальцами. У Hymenostomata реснички
образуют мембраны. У Spirotricha пучки
коротких ресничек слипаются, образуя
цирры.

47.

Тип Инфузории (Ciliophora)

48. Инфузория – «трубач»