Paramecium caudatum — инфузория-туфелька

Гамонты в крови человека, зараженного P. vivax

После завершения шизогонии в эритроцитах начинают форми­роваться гамонты (гаметоциты). Молодые гамонты отличаются от шизонтов отсутствием вакуоли и правильной формой тела. Зрелые га­монты почти полностью заполняют эритроцит, имеют сферическую форму, одно ядро и зерна пигмента в цитоплазме.

Макрогамонты (рис. 20, 5) отличаются от микрогамонтов (рис. 20, 6) более крупным ядром и светлой цитоплазмой.

Класс Ciliata

Тип Ciliophora (=Infusoria) — инфузории

Инфузории — преимущественно свободноживущие морские и пре­сноводные простейшие. Это наиболее высокоорганизованные одно­клеточные животные. Некоторые виды приспособились к жизни в поч­ве, в песке (псаммофилы), другие ведут паразитический образ жизни.

Класс Ciliata {Infusoria) — ресничные инфузории

Надотряд Oligohymenophora

Отряд Hymenostomata (= Holotricha)

Материал. В культурах на сенных настоях (с. 23) сначала появ­ляются в массе мелкие ресничные инфузории рода Calpoda и рода Glaucoma, а потом наиболее обычные Paramecium caudatum. Размно­жившиеся в большом количестве, парамеции собираются в неподвиж­но стоящем культуральном сосуде на его освещенной стенке в виде узенькой белой каемки на некотором расстоянии от поверхности воды.

Для изучения небольшую каплю культуры парамеций помещают на предметное стекло и покрывают ее покровным стеклом с малень­кими восковыми ножками.

Изучение парамеций затрудняет их активное перемещение в поле зрения микроскопа. Чтобы их остановить или замедлить движение, можно использовать небольшой комочек гигроскопической ваты. После того как препарат будет покрыт покровным стеклом, параме­ции застрянут между волокнами, что замедлит и ограничит их движе­ние. Хорошие условия для изучения объекта создаются при переносе на препарат комочка субстрата. Инфузории охотно концентрируются около него, привлекаемые органикой и бактериями.

Форма тела парамеции, благодаря наличию достаточно плотной пелликулы, более стабильна, чем у эвглены зеленой, но при движении в среде с разнообразными препятствиями может слегка изменяться (метаболирует). В основном тело парамеции удлиненное, закруглен­ное на переднем конце и слегка расширенное кзади. Задний конец заострен, на нем более длинные реснички, откуда название P. cauda­tum (cauda — хвост) — парамеция хвостатая. За сходство с туфлей она получила широко известное название инфузория-туфелька (рис. 21).

Рис. 21. Инфузория Paramecium caudatum: 1 — сократительная вакуоль; 2 — приводящие каналы сократительной вакуоли; 3 — микронук­леус; 4 —макронуклеус; 5—экскреторная пора; 6 —реснички; 7—трихоцисты; 8 — пищеварительная вакуоль; 9 — перистом; 10 — ротовая воронка; 11 —цитостом; 12 —цитофаринкс; 13 —отделя­ющаяся пищеварительная вакуоль; 14 — цитопиг

Движение инфузории изучают, поместив ее в вязкую среду или ограничив ее активность указанными выше способами. Если доба­вить на препарат безвредного красителя (каплю растертой в воде туши или кармина) и притенить поле зрения микроскопа, удается рассмо­треть движение ресничек, покрывающих все тело инфузории. Оно на­поминает проходящие вдоль тела волны. Особенно активно работают реснички в области околоротового углубления — перистома, где они,

Тип Ciliophora

Класс Ciliata

слипаясь, образуют мембраны, окружающие цитостом. Вся совокуп­ность ресничек, покрывающих тело инфузории, составляет реснич­ный аппарат — цил натуру.

Наблюдая за движением парамеции, можно заметить, что, сталки­ваясь с каким-либо препятствием, инфузория останавливается, совер­шает движение назад (пятится), а затем продолжает двигаться вперед, изменив направление и уклоняясь от препятствия. Доказано, что это обусловлено деполяризацией и изменением концентрации ионов Са в цитоплазме инфузории.

Питание парамеций, как и их движение, связано с работой реснич­ного аппарата. Реснички перистомальных мембран создают ток воды со взвешенной органикой к клеточному рту (цитостому) и дальше — в клеточную глотку (цитофаринкс). Вдоль нее также расположены ряды слипшихся ресничек, колебание которых обеспечивает движение органических частиц и бактерий — пищи инфузорий — ко внутрен­нему концу цитофаринкса, где образуются пищеварительные вакуоли. Процесс питания также удобнее изучать, добавив в каплю культуры краситель (водный раствор туши или кармина).

Отрываясь от клеточной глотки, пищеварительные вакуоли дви­жутся сначала к заднему концу тела парамеции, затем к переднему и снова возвращаются к заднему. Так завершается первый круг цик-лоза. Второй круг обычно более короткий: пищеварительная вакуоль лишь огибает макронуклеус и, завершая процесс пищеварения, уда­ляет непереваренные остатки через порошицу, или цитопиг. Дви­жение пищеварительных вакуолей связано с круговыми движениями цитоплазмы, циркуляция которой направляется микрофибриллами и микротрубочками.

Сократительные вакуоли у парамеции расположены в цитоплазме в переднем и заднем концах тела и открываются экскреторными по­рами наружу на спинной стороне. Брюшной стороной считается та, на которой находится перистом. Каждая сократительная вакуоль состоит из центрального резервуара и системы приводящих ка­налов. Вода и подлежащие удалению продукты обмена собираются из цитоплазмы в приводящие каналы, которые постепенно наполня­ются (стадия диастолы), а при их сокращении (систола) жидкость пе­реходит в центральный резервуар. Из него избыточная вода и продукты обмена удаляются через выделительную пору наружу. Таким образом, сократительные вакуоли действуют как насосы, непрерывно откачи­вая воду с углекислым газом и продуктами выделения. Работают обе

вакуоли в разном режиме, непрерывно обеспечивая осморегуляцию. Частота сокращения вакуолей зависит от среды обитания, ее состава и температуры. При 16 °С интервал между сокращениями составляет 20—25 с (т.е. 3 раза в минуту). При нарушении работы сократитель­ных вакуолей на поверхности клетки появляются пузыри, а затем па­рамеция лопается и погибает.

Реснички и трнхоцисты Для более детального рассмотрения ресни­чек и определения характера их расположения в каплю культуры пара­меций можно добавить немного смеси формалина с йодом. Погибшие парамеции интенсивно окрашиваются и даже при малом увеличении хорошо видны многочисленные реснички, равномерно покрывающие все тело простейшего.

Одновременно, особенно при переводе на большое увеличение, можно рассмотреть и выстрелившие нити трихоцист, окружающие клетку своеобразным «паутинным» облачком. Выстреливание трихо­цист вызвано химическим раздражителем и имеет защитное значение.

Ядра инфузорий можно изучить лишь на окрашенных тотальных препаратах (окраска гематоксилином или борным кармином). Макро­нуклеус парамеции имеет бобовидную форму и расположен в цент­ральной части клетки. Микронуклеус не всегда заметен, различим при большом увеличении.

Разнообразие инфузорий

В настоящее время в классе Ciliata выделяются три надотряда, включающие семь отрядов, представители которых могут быть обна­ружены как в пробах воды из природных водоемов, так и в лаборатор­ных культурах. Познакомимся с некоторыми из них.

1. К отряду Gymnostomata надотряда Kinetofragminophora относятся два рода хищных инфузорий — Dileptus и Didinium. Они хорошо разви­ваются в лабораторных культурах. Их жертвами часто становятся пара­меции, которых следует добавлять в культуру с хищниками. В пресных водоемах обычно встречается Dileptus anser (рис. 22). Это крупная (до 500 мкм) инфузория, на переднем конце тела которой расположен узкий подвижный хоботок, покрытый ресничками, составляющий У₃ -/₂ длины клетки. У его основания расположен рот. По средней ли­нии хобота проходит бороздка, лишенная ресничек. Макронуклеус фрагментарный.

Тип Ciliophora

«ласе Ciliata

Рис. 22. Дилептус (Dileptus anser): 1 — хоботок; 2 — ротовое отверстие; 3 -* ядра; 4 — сократительные вакуоли

2. Над отряд Oligohymenophora включает два отряда. К отряду Нуте-nostomata (= Holotricha) относится рассмотренная выше Paramecium caudatum. Отряд Peritricha (кругоресничные) представлен в наших водо­емах обычным родом Vorticella (сувойки). Сувойки — сидячие инфу­зории. Тело их располагается на длинном сократимом стебельке (рис. 23, А). При беспокойстве стебелек скручивается спирально. Реснич­ки околоротовой мембраны закручены вправо (по часовой стрелке). Они создают ток воды с органикой к цитостому и обеспечивают уда­ление непереваренных остатков и продуктов обмена. Недалеко от пе­реднего конца тела расположена округлая сократительная вакуоль. В цитоплазме на окрашенных препаратах хорошо различим колбасо-видный макронуклеус. К этому же отряду относится колониальный Corchesium sp. (рис. 23, Б).

3. Надотряд Polyhymenophora объединяет инфузорий двух отря­дов. К отряду Heterothricha (разноресничные) относится род Stentor — трубач (рис. 24, А). Трубачи обычны в стоячих или слабопроточных водоемах с прозрачной водой. Обнаружить их можно, зачерпнув со дна воду с небольшими частичками органики. При изучении труба­чей следует обратить внимание на их способность быстро сокраща­ться при малейшем беспокойстве и затем медленно восстанавливать характерную форму.

Реснички околоротовой зоны закручены влево (против часовой стрелки). На теле реснички расположены продольными рядами. Их ко­лебания хорошо видны на остановившемся трубаче. В связи с круп­ными размерами стентора (до 1—2 мм) для изучения движения и ра­боты цилиатуры разных зон рассматривать его следует либо в стекле с лункой, либо используя восковые ножки на покровном стекле. У жи­вого трубача и на тотальном окрашенном препарате хорошо виден че-тковидный макронуклеус.

Рис. 23. Кругоресничные инфузории: А — сувойка (Vorticella sp.): I — околоротовая мембрана; 2 — сократительная вакуоль; 3 — пи­щеварительные вакуоли; 4 — микронуклеус; 5— макронуклеус; 6— стебелек; Б— участок колонии кархезиума (Carchesium sp.)

Благодаря размерам и окраске тела стентор легко различим в культуре и на препарате даже простым глазом. Окраска тела зеленовато-синяя и за­висит от присутствия в цитоплазме особого пигмента — стенторина.

В пробах из природных водоемов вместе со стентором можно часто обнаружить стилонихию (Stylonichia), относящуюся к отряду Hypotricha (Брюхоресничные инфузории) надотряда Polyhymenophora. Изучать лучше всего живой материал.

Стилонихия имеет овальной формы тело, уплощенное на брюш­ной стороне, где расположены перистом и цитостом (рис. 24, Б).

На выпуклой спинной стороне расположены редкие тонкие ще­тинки, на брюшной стороне — сплошные пучки слипшихся между собой ресничек — цирри. Цирри хорошо развиты и на переднем и зад­нем концах клетки. Благодаря такому строению и расположению ресничек стилонихия ползает по различным субстратам или плавает, совершая характерные для нее прыжки. По такому типу движения

Тип Ciliophora

яйв. кратительная вакуоль; 7 —

«& ундулирующая мембрана и

А 1§& реснички; 8— цирри

этих инфузорий легко найти на препарате. Они довольно крупные — до 100—350 мкм. Макронуклеус стилонихии имеет гантелевидную форму и заметен даже на живом объекте.

Таким образом, знакомство с различными представителями цилиат показывает, что основными систематическими признаками простей­ших этого типа являются характер расположения ресничек и форма макронуклеуса.

Подцарство Metazoa — многоклеточные Надраздел Phagocytellozoa Тип Placozoa — пластинчатые Класс Placozoa

Trichoplax adhaerens (=reptans)

Трихоплакс — морское животное. На водорослях они образуют скопления, хорошо заметные из-за их светлой окраски. Размеры жи­вотного достигают 4—5 мм. Форма тела весьма изменчива благодаря амебоидному движению.

Как показали результаты исследований, трихоплакс распростра­нен широко и встречается на водорослях в прибрежных водах Атлан­тического океана, Средиземного и Красного морей, у берегов Япо­нии, в Тихом океане. Попав вместе с водорослями в морской аквариум, трихоплакс хорошо культивируется. Такая культура трихоплакса не­сколько лет успешно поддерживалась в лаборатории кафедры зооло­гии беспозвоночных МГУ.

Изучение трихоплакса на окрашенных осмием тотальных препара­тах позволяет рассмотреть форму тела животного, наличие крупных зернистых включений — пищеварительных вакуолей, содержимое ко­торых после завершения пищеварения выбрасывается через спинной наружный слой уплощенных эпителиальных клеток (рис. 25). Размно­жается трихоплакс бесполым способом, делением надвое и почкова­нием. Иногда на препаратах можно обнаружить шаровидные, по­крытые ресничками «почки» трихоплакса после их отделения от ма­теринского организма. Они получили название «бродяжек» за свою способность плавать в толще воды, обеспечивая расселение. Половое размножение еще не полностью изучено.

Рис. 25. Трихоплакс (Trichoplax adhaerens): изменение очертания тела при движении

Класс Demospongia

Надраздел Parazoa

Тип Porifera (=Spongia) — губки

Материал. Для изучения общей организации губок удобнее ис­пользовать одиночную губку Sycon raphanus, имеющую размеры 1—2 см, или средиземноморскую известковую губку Ascetta blanca.

Изучение скелетных образований губок следует проводить на по­стоянных препаратах, изготовленных из элементов скелета пресно­водных губок-бадяг, а также морских губок Geodia sp. и Euspongia officinalis.

Для приготовления препаратов скелетных образований губок небольшие участки колонии следует поместить в пробирку с 20 % раствором едкого калия (КОН) и, при осторожном встряхивании, по­догревать на слабом огне, не допуская вскипания жидкости, чтобы содержимое не выплеснулось из пробирки.

Когда все мягкие ткани растворятся, комочек губки распадается и части скелета образуют осадок на дне пробирки. КОН сливается, осадок осторожно промывается водой (после каждой порции воды оса­док должен осесть) и заливается 96° или абсолютным спиртом, кото­рый, поглощая влагу из воздуха, быстро становится 96°. Осадок крем­неземного скелета выливается в часовое стекло вместе со спиртом. Избыток спирта нужно осторожно слить или отсосать пипеткой, а остатки поджечь. Если весь спирт удален, спикулы скелета имеют вид белого непрозрачного порошка. Если между иглами есть влага, они будут бесцветными, стекловидными. Их можно подсушить, по­держав часовое стекло над слабым пламенем спиртовки.

После этого иглой часть сухого осадка переносится на предмет­ное стекло в канадский бальзам и покрывается покровным стеклом с восковыми ножками.

Роговой скелет туалетной губки из абсолютного спирта перено­сится в ксилол для осветления, а затем в канадский бальзам.

Изучение скелета пресноводных бадяг (кл. Demospongia, отр. Cornacuspongia). Вначале с помощью МБС следует ознакомиться с участком скелетной решетки колонии бадяг. Это позволяет рассмот­реть расположение кремнеземных спикул, спаянных органиче­ским роговым спонгином (рис. 26, А).

Рис. 26. Скелет губок: А — участок скелетной решетки бадяг; Б — эле­менты скелета Spongilla lacustris: I — мегасклеры; 2 — микрос­клеры; Б — мегасклера у бадяг p. Ephydatia; Г— скелет Euspongia officinalis; Д — скелет Geodia sp.: 1 —шаровидные кремниевые спикулы; 2 — четырехосевые спикулы

Отдельные элементы скелета — спикулы или мегасклеры, име­ют веретеновидную удлиненную форму. У Spongilla lacustris (озерная бадяга) они слегка изогнуты, заострены с двух концов и имеют гладкую поверхность (рис. 26, Б). Длина их достигает 200 мкм. Кроме крупных спикул, в скелете бадяг есть мелкие шиповатые микросклеры.

Тип Porifera

«ласе Demospongia

У речной бадяги (род Ephydatid) мегасклеры изогнутые, шипова­тые в средней части, но гладкие на концах (рис. 26, В). В отличие от озерной бадяги, у речной нет микросклер в скелетной решетке. Та­ким образом, структура крупных спикул (мегасклер) и наличие или отсутствие мелких (микросклер) — важный систематический признак пресноводных губок-бадяг.

Скелет морской губки Euspongia officinalis (туалетная, или гречес­кая губка), формируется внеклеточно, образован органическими, ро­говыми, сильно разветвленными волокнами желтоватого цвета благо­даря содержанию в них до 14 % йода (рис. 26, Г). В старых препаратах скелета туалетной губки цвет волокон бледнеет, поэтому рассматри­вать их следует при затемненном поле зрения микроскопа.

Скелет морской губки геодии (Geodia sp., отр. Tetraxonida) слагается из элементов двух типов (рис. 26, Д). На поверхности губка покрыта шаровидными кремниевыми спикулами, расположенными в несколь­ко слоев. Изнутри к ним прилегаютчетырехосевые спикулы. Три оси, ориентированные к поверхностному слою шаров, расположены так, что угол между соседними осями составляет 120°. Четвертая ось перпен­дикулярна к указанным трем. На препаратах скелета геодии обычно видны три оси (две внешние и одна внутренняя), третья внешняя ось при изготовлении препарата обламывается, поэтому на препарате остается лишь место облома.

Внутренние почки (геммулы) пресноводных бадяг. Бадяги обитают в неглубоких стоячих (пруды, озера) и проточных (речки, ручьи) во­доемах с плотным или слегка заиленным грунтом. Они образуют не­подвижные, прикрепленные к разным субстратам колонии самой разнообразной формы. В связи с тем что подобные водоемы могут промерзать на большую глубину, иногда до дна, бадяги живут лишь один сезон. После отмирания колонии археоциты образуют скопления шаровидной формы, которые покрываются двумя защитными плотны­ми оболочками с воздушной прослойкой между ними (теплоизоляци­онный воздушный слой). Чтобы оболочки не спадали, между ними располагаются микросклеры. Это — геммулы, или внутренние почки (рис. 27). Геммулы либо остаются в скелетной решетке материнской колонии, либо падают на дно водоема. На одном из участков поверх­ности геммулы находится небольшое отверстие — микропора, через которое весной выходят археоциты, развивающиеся в новое поколе­ние губок, оседающих на скелете материнской колонии или на различ­ном донном субстрате.

Рис. 27. Геммулы бадяг: А — озерной: 7 — поровое отверстие; 2 — ме­гасклеры; 3 — микросклеры; Б — амфидиски геммулы реч­ной бадяги

После отмирания колонии бадяг геммулы остаются в скелетной решетке, что облегчает их обнаружение.

Геммулы речной бадяги (Ephydatia sp.) образуют между двумя оболочками большое количество особых спикул — амфидисков (рис. 27, Б). Они имеют довольно сложную форму и состоят из сре­динной оси, несущей на концах звездчатые диски. Амфидиски рас­положены перпендикулярно к поверхности геммулы, упираясь своими дисками в ее оболочки, внутреннюю и наружную. Такое расположение и форма амфидисков не только препятствуют спаданию оболочек, но благодаря тонкой средней части оставляют значительное пространство для воздушного слоя.

Поскольку при изготовлении препаратов внешняя оболочка час­тично разрушается, на периферии геммулы при большом увеличении можно рассмотреть внешнюю часть амфидисков.

У озерной бадяги (Spongilla lacustris) между оболочками геммулы и на ее поверхности располагаются игольчатые микросклеры (рис. 27, А).

Таким образом, строение скелетных образований геммул, как и других элементов скелета бадяг, является их четким систематичес­ким признаком.

«ласе Hydrozoa

Надраздел Eumetazoa

Раздел Radiata — лучистые, или Diploblastica — двухслойные

Тип Cnidaria (=Coelenterata) — стрекающие (кишечнополостные)

Класс Hydrozoa — гидрозои

Подкласс Hydroidea — гидроидные

Дата добавления: 2015-04-25