Будова і життєдіяльність амеби
Це драглисте одноклітинне істота, настільки маленьке, що розглянути його можна тільки під мікроскопом. Основні види амеб живуть у прісноводних річках і ставках. Але є види, які мешкають на дні солоних водойм, у вологій землі та їжі. Амеба постійно змінює свою форму. Вона пересувається, штовхаючи вперед спочатку одну свою половину, потім іншу. Як багато желеподобним організми, амеба рухається так, що утворює форму, яка називається «помилкової ніжкою», або псевдоподий. Коли псевдоподии досягає їжі, вона обволікає її і приймає основним тілом. Таким чином амеба харчується. У неї немає рота. Амеба належить до класу найпростіших, які є найнижчим розрядом живих істот. У неї немає ні легких, ні зябер. Але вона всмоктує кисень з води, виділяє вуглекислий газ, перетравлює їжу, як роблять це більш складні тварини. Ймовірно, у амеби є і почуття. Коли до неї торкаються або коли вона збуджена, вона негайно згортається в крихітний кульку. Амеба уникає яскравого світла, дуже гарячої або холодної води. У дорослої амеби ядро, крихітна крапка в центрі протоплазми, ділиться на дві частини. Після цього і сама амеба роздвоюється, утворюючи нові самостійні організми. Коли вони досягають повних розмірів, вони знову починають ділитися. За своєю будовою найпростіші надзвичайно різноманітні. Найбільш дрібні мають у поперечнику 2-4 мкм (мікрометр дорівнює 0,001 мм). Найбільш звичайні їх розміри в межах 50-150 мкм, деякі досягають 1,5 мм і видно простим оком.
Найпростіше будова у амеби. Тіло амеби представляє собою грудочку напіврідкої цитоплазми з ядром посередині. Вся цитоплазма підрозділена на два шари: зовнішній, в'язкий - ектоплазму і внутрішній, набагато більш рідкий - ендоплазму. Ці два шари не різко розмежовані і можуть перетворюватися один в одного. У амеби немає твердої оболонки, і вона здатна змінювати форму тіла. Коли амеба повзе по листу водного рослини, у неї в тому напрямку, куди вона рухається, утворюються випинання цитоплазми. Поступово в них перетікає решта цитоплазма амеби. Такі випинання названі ложноножки або псевдоподиями. За допомогою псевдоподий амеба не тільки рухається, але і захоплює їжу. Псевдоподиями вона охоплює бактерію або мікроскопічну водорість, незабаром видобуток опиняється всередині тіла амеби, і навколо неї утворюється бульбашка - травна вакуоля. Неперетравлені залишки їжі через деякий час викидаються назовні.
Амеба протей: 1 - ядро; 2 - травні вакуолі; 3 - скорочувальна вакуоля; 4 - ложноножки; 5 - неперетравлені залишки їжі, що викидаються назовні.
У цитоплазмі амеби зазвичай буває видно світлий бульбашка, який то з'являється, то зникає. Це скорочувальна вакуоля. У ній збирається надлишок води, що накопичується в тілі, а також рідкі продукти життєдіяльності амеби. Дихає амеба, як і всі інші найпростіші, всією поверхнею тіла.
Евглена зелена: 1 - джгутик; 2 - очне плямочка, 3 - скорочувальна вакуоля;
Найскладніше будова з найпростіших у інфузорій. На відміну від амеби тіло їх покрито найтоншої оболонкою і має більш-менш постійну форму. Підтримують і визначають форму тіла також опорні волоконця, що проходять в різних напрямках. Однак тіло інфузорій може швидко скорочуватися, міняти свою форму, а потім повертатися до початкової. Скорочення здійснюється за допомогою особливих волоконець, аналогічних багато в чому м'язам багатоклітинних тварин. Інфузорії можуть дуже швидко пересуватися. Так, туфелька за секунду долає відстань, що перевищує довжину її тіла в 10-15 разів. При цьому безліч війок, які покривають все тіло інфузорії, здійснюють швидкі гребні руху, до 30 в секунду (при кімнатній температурі). У ектоплазмі у туфельки розташовується безліч паличок-тріхоцістов. При подразненні вони викидаються назовні, перетворюючись на довгі нитки, і вражають супротивника, який нападає на інфузорію. Замість викинутих в ектоплазмі утворюються нові тріхоцісти. На одній стороні приблизно посередині тіла у туфельки є глибока ротова западина, що веде в невелику трубковідную глотку.
Інфузорія туфелька: 1 - війки; 2 - травні вакуолі; 3 - велике ядро (макронуклеус); (мікронуклеус); 5 - ротовий отвір і ковтка; 6 - неперетравлені залишки їжі, що викидаються назовні; 7 - тріхоцісти; 8 - скорочувальна вакуоля.
За глотці їжа потрапляє в ендоплазму, де перетравлюється в утвореній травні вакуолі. У інфузорій на відміну від амеб неперетравлені залишки їжі викидаються в певному місці тіла. Скорочувальна вакуоля у них більш складно влаштована і складається з центрального резервуара і провідних каналів. У інфузорії є ядра двох типів: велика - макронуклеус і мале - мікронуклеус. У деяких інфузорій може бути кілька макро-і мікронуклеус. Макронуклеус відрізняється від мікронуклеуса значно більшим числом хромосом. А отже, в ньому міститься дуже багато дезоксирибонуклеїнової кислоти (ДНК), що входить до складу хромосом.
Найпростіші пересуваються не тільки за допомогою ложноножек і війок. Джгутикові можуть пересуватися за допомогою джгутиків. Найчастіше джгутик робить обертовий рух (від 10 до 40 оборотів в секунду). Джгутикові при цьому не тільки пересуваються вперед, а й обертаються навколо своєї осі. У грегарін, що паразитують у кишечнику комах, з заднього кінця тіла виділяється слиз. Мабуть, вона викидається назовні з відомою силою за принципом ракетного двигуна, завдяки чому грегаріна рухається вперед.
Різні види інфузорій: 1 - інфузорія трубач; 2-5 - планктонні інфузорії.
Різноманітні типи живлення найпростіших. Більшість з них гетеротрофних, тобто живляться органічними речовинами, але серед джгутикових зустрічаються і автотрофні форми, які утворюють органічні речовини з неорганічних. Існування таких організмів, які можуть харчуватися і як тварини та як рослини, вказує на те, що ці дві різко обособившиеся надалі гілки органічного світу походять з одного кореня. Своєрідний світ джгутикових ще не розділився на рослинні та тваринні організми. Гетеротрофні найпростіші, у свою чергу, теж не однотипні. Вони бувають і голозойнимі (харчуються рослинами, тваринами та їх частинами), і сапрофітними (харчуються продуктами розкладання рослинних і тваринних організмів), і паразитичними організмами. Найпростіші мешкають в самих різних умовах. Більшість з них населяють прісні або солоні водойми. Одні живуть тут в товщі води, інші - біля самого дна, треті - у товщі донного грунту. Багато видів найпростіших живуть у грунті, у найтоншій плівці води, навколишнього грунтові частинки і примусового капілярні просвіти в грунті. Дуже багато найпростіші ведуть паразитичний спосіб життя. Найпростіші володіють подразливістю і тому здатні вибирати для себе найбільш сприятливі умови середовища, реагуючи на світло, тепло, різні хімічні речовини, електричний струм, магнітне поле та інші подразники. При несприятливих умовах, наприклад коли водоймище висихає або промерзає, найпростіші беруть кулясту форму, втрачають вії або джгутики, утворюють на своїй поверхні тверду оболонку і перетворюються на нерухому цисту. Цисти найпростіших виживають і при висиханні і при різких змінах температури. Цисти легко переносяться вітром, з травою, сіном і т. п., що сприяє розселенню виду. Якщо циста виявилася у відповідних умовах, оболонка її лопається або ж у ній з'являються отвори, і організм переходить до активної існування.
Дизентерійна амеба (Entamoeba histolytica), найпростіше з загону амеб; збудник дизентерії амебної Вперше описаний в 1875 російським ученим Ф.А. Лешем. При попаданні в кишечник людини Д. а. в більшості випадків розмножується у вмісті товстої кишки, не проникаючи в тканини і не викликаючи порушень функції кишечника (людина при цьому здоровий, але є носієм Д. а.). Ця форма Д. а. називається просветной (forma minuta) (розмір близько 20 мкм) (рис. 1, а). Рухається вона за допомогою псевдоподий. Ядро сферичне, 3-5 мкм у поперечнику, хроматин розташований під ядерною оболонкою у вигляді невеликих грудочок; в центрі ядра невелика каріосома. У ендоплазме може бути кілька фагоцитованих бактерій. При згущенні фекалій в товстій кишці Просвічуюча форма оточується оболонкою і перетворюється на кулясту цисту (розмір приблизно 12 мкм) з 4 ядрами, які не відрізняються за будовою від ядра вегетативної форми; незрілі цисти містять 1-2 або 3 ядра. Є вакуоль з глікогеном; частина цист містить короткі, брусковідние освіти - хроматоідние тіла (рис. 1, б). З фекаліями цисти викидаються в зовнішнє середовище і можуть знову потрапити в шлунково-кишковий тракт людини, де після метацістной стадії розвитку (поділ на 8 дочірніх амеб) дають початок просвітні формах (рис. 2, А).
Іноді Просвічуюча форма Д. а. впроваджується в стінку товстої кишки і розмножується там, утворюючи виразки (амебна дизентерія). Ця форма Д. а. називається тканинної (розмір 20-25 мкм) і, на відміну від просветной форми, не містить у цитоплазмі ніяких включень. Виразкові ураження товстого кишечника супроводжується виділенням слизу, гною та крові. У цих умовах просвітні форми Д. а., А також тканинні форми, що потрапили в просвіт кишки з виразок, збільшуються в розмірі до 30 мкм і більше і набувають здатність фагоцитувати еритроцити. Ця форма Д. а. називається великий вегетативної, або ерітрофаг (рис. 1, в). Викинута при дефекації в зовнішнє середовище, вона швидко гине. При затихании гострої фази хвороби велика вегетативна форма зменшується в розмірах, переходить в просвітні, а потім інцістіруются в кишечнику. Цисти, що виділяються при дефекації в зовнішнє середовище, можуть бути джерелом зараження (рис. 2, Б). Вегетативна форма Д. а. у зовнішньому середовищі гине протягом 15-20 хв. Цисти зберігають життєздатність у воді і вологому грунті до місяця і більше. Д. а. паразитує, крім людини, також у щурів, мавп, собак і кішок, але зустрічається в них рідко; ці тварини не мають суттєвого значення як джерело інфекції.
Будова. Дизентерійну амебу (Entamoeba histolytica) вперше описав російський вчений Л.Ф. Леш (1875). Амеба існує у вигляді різних форм. Велика вегетативна форма крупніше, розміром 20-60 мкм. Цитоплазма розділена на два шари: зовнішній (ектоплазма) і внутрішній (ендоплазма). Ендоплазма - дрібнозерниста блискуча маса, нагадує дрібно стовченої скло. Ектоплазма має вигляд прозорої склоподібної маси, яку особливо добре видно при утворенні ложноножек. Амеба прозора, безбарвна, ядро в живої амеби не видно. У загиблої і нерухомою амеби ядро вимальовується у вигляді кільцевидного скупчення блискучих зерен. Ендоплазма часто містить від одного до декількох еритроцитів на різних стадіях перетравлення, що дуже типово для цієї форми амеби. Тому її часто називають гематофаг, або ерітрофаг (пожирачем еритроцитів). Відрізняється від інших видів амеб поступальним рухом. Під мікроскопом видно, як толчкообразно утворюється виріст ектоплазму і в нього швидко з завихренням переливається вся ендоплазма. Потім утворюється нова ложноножки і знову треба швидке переливання вмісту амеби. Іноді амеба на кілька миттєвостей ніби завмирає, а потім раптово знову починає характерне пересування. Виявляється велика вегетативна форма в свежевиделенних рідких випорожненнях хворого гострим амебіазом, що з переконливістю підтверджує діагноз. Тканинна форма - патогенна форма амеби, що паразитує в тканини слизової оболонки товстого кишечника і викликає специфічне його поразка. Розмір 20-25 мкм, будова схоже з попередньою формою. Виявляється на гістологічних зрізах з уражених ділянок стінки кишечника і іноді при розпаді виразок у рідких випорожненнях. Нерідко велику вегетативну і власне тканинну форми амеб об'єднують загальною назвою тканинної форми, хоча це і не зовсім точно з морфологічної точки зору. Просвітна форма мешкає в просвіті верхніх відділів товстого кишечника і є основною формою існування дизентерійної амеби. Просвітні форми можуть бути виявлені в рідких свежевиделенних фекаліях реконвалесцентів або хворих на хронічну амебної дизентерію. У носіїв або хворих в стадії ремісії в оформленому або полуоформленном стільці не зустрічається. Для виявлення необхідно досліджувати фекалії, отримані шляхом глибоких промивань кишечника, або останні порції фекалій після прийому сольового проносного. Розмір 15-20 мкм. У нативному препараті ядро амеби не видно. Цитоплазма містить бактерії, дрібні вакуолі, але не містить еритроцити. Рух більш слабке, ніж у тканинної форми, ложноножки утворюються повільніше, розмір їх також менше. Поділ на екто-і ендоплазму виражене лише при утворенні ложноножек. Предцістная форма зазвичай знаходять у полуоформленних випорожненнях. Розмір 12-20 мкм. За будовою нагадує просвітні форму, вакуолі відсутні, рух уповільнене, іноді в цитоплазмі видно невелику кількість бактерій. У практичних умовах лаборанти відносять предцістная стадію або до просветной формі, або до цисті, не диференціюючи її мікроскопічно. Циста утворюється з просветной (предцістная) форми в нижніх відділах товстого кишечника. Цисти виявляються в оформлених або полуоформленних випорожненнях хронічних хворих і паразітоносітелей. Цисти нерухомі, вкриті оболонкою, безбарвні, прозорі, мають округлу форму. Розмір 8-15 мкм. У цистах іноді помітні блискучі короткі із закругленими кінцями палички - хроматоідние тіла (вони містять РНК і протеїн). Для потоншення видовий приналежності цисти забарвлюють розчином Люголя. При цьому добре виявляються 4 ядра у вигляді кілець, що характерно для цисти дизентерійної амеби. У незрілої цисті 1-3 ядра. У вигляді нерізко окреслених жовто-коричневих плям виявляється також глікоген, який може займати до 2 / з обсягу цисти. Хроматоідние тіла при фарбуванні розчином Люголя не видно. Глікоген і хроматоідние тіла в зрілих цистах практично непомітні. Життєвий цикл. Просвітні форми дизентерійної амеби живуть у верхньому відділі товстого кишечника людини, не завдаючи йому шкоди. Проте за деяких умов, перетворюючись на патогенні тканинні форми, проникають в стінку кишечника. Просвітні форми, пасивно пересуваючись разом з вмістом кишечника, потрапляють в його кінцеві відділи, де несприятливі умови (зневоднення, зміна бактеріальної флори, зміна середовища тощо) призводять до загибелі амеб або перетворення їх в цисти. Цисти з випорожненнями людини виділяються в навколишнє середовище, де можуть тривалий час зберігатися. Для людини заразні зрілі чотирьохядерні цисти. Цисти, потрапляючи у воду, на овочі, руки і їжу (на яку вони заносяться, зокрема, мухами), різні предмети, наприклад посуд, іграшки, врешті-решт заносяться в рот людини. Звідси вони проникають у шлунково-кишковий тракт, де оболонка їх розчиняється. Кожне ядро ділиться надвоє, утворюється восьмиядерна амеба, з якої виникає 8 дочірніх.