Підручник з Біології і екології (рівень стандарту). 10 клас. Андерсон - Нова програма

§ 11. Одноклітинні еукаріоти

Якими є особливості будови рослинної, тваринної та грибної клітини?

За сучасними уявленнями одноклітинні еукаріоти об’єднують у кілька різних груп, які мають характерні відмінності (рис. 48). Проте є низка ознак, які є спільними в усіх таких організмів.

Особливості будови клітин. Організми цієї групи можуть бути одно- або багатоядерними. У деяких з них (інфузорій, форамініфер) наявні ядра двох типів: - вегетативні, що регулюють процеси обміну речовин, і генеративні, що забезпечують передавання спадкової інформації під час розмноження. Як і в усіх еукаріотів, у цитоплазмі одноклітинних еукаріотів містяться немембранні, дво- та одномембранні органели.

Поверхневий апарат клітин цієї групи організмів може бути різним. У деяких зовнішній шар клітини представлений клітинною стінкою, що складається переважно з целюлози та пектину, як у рослин. В інших одноклітинних еукаріотів, як і в грибів, до складу клітинної стінки входить хітин. Є організми, клітина яких вкрита плазматичною мембраною з глікокаліксом. У цьому випадку можливе утворення псевдоподій (амеби). А в інфузорій, наприклад, клітина має постійну форму завдяки наявності щільного підмембранного шару цитоплазми - пелікули.

Особливості процесів життєдіяльності. За типом живлення одноклітинні еукаріоти поділяють на автотрофи, гетеротрофи й міксотрофи. Гетеротрофні організми можуть поглинати їжу за допомогою піноцитозу або фагоцитозу. Наприклад, інфузорії є хижаками, які полюють на здобич. Резервною речовиною в гетеротрофів є глікоген. Деякі одноклітинні здатні до автотрофного способу живлення, зокрема деякі хламідомонади є міксотрофами (рис. 49). Ці організми здатні до фотосинтезу, а резервною речовиною здебільшого слугує крохмаль.

Рис. 48. Представники одноклітинних еукаріотів

Інфузорія-туфелька

Хлорела звичайна

Мукор

Опишіть особливості будови та життєдіяльності зображених видів одноклітинних еукаріотів.

Поміж одноклітинних еукаріотів є такі, що здатні до активного руху. Цей рух забезпечують особливі органели - джгутики, війки та псевдоподії. Рухи джгутиків і війок забезпечують потоки води навколо клітин. Псевдоподії утворюються внаслідок перетікання цитоплазми, що зумовлює особливий тип руху - амебоподібний. Набагато рідше трапляється ковзний тип руху. Наприклад, діатомові водорості рухаються за рахунок стікання слизу з поверхні клітини в певному напрямку.

Способи розмноження одноклітинних еукаріотів є різноманітними, воно може відбуватися як статевим, так і нестатевим шляхом. Деякі (Амеба протей, Евглена зелена) розмножуються мітотичним поділом. У інших (Плазмодій малярійний) цей процес більш складний і називається множинним поділом. Деякі одноклітинні на певній стадії життєвого циклу формують статеві клітини - гамети. В інфузорій відбувається специфічний процес - кон’югація, під час якої дві клітини обмінюються ядрами.

Несприятливі умови деякі одноклітинні еукаріоти здатні переживати у вигляді цисти. У процесі інцистування відбуваються складні перетворення клітини - зникають деякі структури, зменшується кількість води в цитоплазмі, формуються захисні оболонки.

Одноклітинним організмам притаманна подразливість - вони здатні реагувати на різні чинники направленим переміщенням усього організму (клітини) до або від подразника. Такі реакції називають таксисами. Учені виділяють термотаксис (рух під дією теплових стимулів), фототаксис (рух під дією світла), реотаксис (рух проти течії води або струменя повітря), геотаксис (рух під дією сил гравітації).

Рис. 49. Хламідомонада

Рис. 50. Розмноження Евглени зеленої поділом клітини навпіл

Опишіть особливості будови та життєдіяльності зображених організмів.

Складіть оповідання про живлення міксотрофних одноклітинних організмів, використовуючи інтернет-джерела.

Роль одноклітинних в екосистемах та значення в житті людини. Роль одноклітинних еукаріотів у природі та житті людини значна. Вони є учасниками ланцюгів живлення, відіграють важливу роль у ґрунтоутворювальних процесах. Деякі з них, відмираючи, утворюють поклади вапняних і силіцієвих порід, що входять до складу земної кори.

Поміж одноклітинних еукаріотів є паразити рослин, тварин і людини. Так, Плазмодій малярійний, оселяючись в еритроцитах людини, руйнує їх, спричиняючи виникнення захворювання - малярії, а Амеба дизентерійна, паразитуючи в клітинах стінок товстого кишечника людини, спричиняє захворювання травної системи (рис. 51). Джгутикові трипаносоми і лейшманії (переважно тропічні види) спричиняють такі захворювання, як сонна хвороба і лейшманіози.

Профілактика захворювань людини, що їх спричиняють паразитичні одноклітинні еукаріоти, передбачає дотримання правил гігієни, термічну обробку їжі, проведення заходів з переривання життєвого циклу паразита. Вплив таких хвороб на людину є настільки істотним, що відкриття способів боротьби з малярією було відзначено Нобелівською премією (2015, Юю Ту).

Одноклітинні діатомові водорості є домінуючим компонентом фітоплактону, а відтак є головним продуцентом морських екосистем.

Людина використовує здатність одноклітинних водоростей очищувати водойми шляхом поглинання розчинених у воді речовин. Вони збагачують водойми киснем, який виділяють у процесі фотосинтезу. Багато видів одноклітинних водоростей поширені в ґрунті й на його поверхні. Вони поліпшують фізичні властивості ґрунту, збагачують його органічними речовинами.

Одноклітинні водорості входять до складу лишайників, які сприяли утворенню ґрунту з гірських порід і відіграли велику роль у заселенні суходолу.

Рис. 51. Одноклітинні еукаріотичні паразити людини

Еритроцити, уражені Плазмодієм малярійним

Малярія - захворювання, назва якого походить від італійського «malaria» - «погане повітря». У давнину лікарі вважали, що це захворювання спричинюють випарування з боліт, оскільки випадки захворювання на малярію найчастіше трапляються в низинах поблизу водойм.

Амеба дизентерійна

Поясніть, чому ж насправді малярія поширена в таких місцинах.

Проаналізуйте інформацію з інтернет-джерел щодо шляхів зараження, симптомів і впливу на організм зображених одноклітинних організмів.

Складіть можливий план заходів попередження захворювань.

Деякі організми людина використовує у своїй господарській діяльності. Так, спеціальні види дріжджів, що виділяють багато карбон (IV) оксиду, використовуються в хлібопекарнях для піднімання тіста (рис. 52).

Організація колоній одноклітинних еукаріотів. Клітини одноклітинних організмів можуть об’єднуватися в колонії для спільного виконання життєвих функцій. Але у цьому випадку кожна клітина колонії, як і раніше, може сама виконувати всі функції живого і є окремим самостійним організмом.

Одними з представників колоніальних організмів є колоніальні зелені водорості з роду Вольвокс.

Колоніальні організми, що належать до роду вольвокс, мають вигляд слизових кульок діаметром до 2 мм, у периферичному шарі яких розміщено до 50 тис. клітин із джгутиками. Ці клітини зрослися своїми бічними стінками одна з одною і з’єднані плазмодесмами - цитоплазматичними містками (рис. 53).

Дуже поширені колоніальні форми й поміж інших груп водоростей - діатомових. З-поміж гетеротрофних джгутикових та інфузорій також чимало колоніальних форм, існують колоніальні радіолярії.

У примітивних колоніях спостерігається рівномірне розміщення клітин у товщі слизу, що їх об’єднує, а в більш високоорганізованих колоніях відбувається певне диференціювання, за якого клітини відходять до периферії колонії.

Давні колоніальні форми, утворені одноклітинними еукаріотами, є проміжною ланкою між одноклітинними й багатоклітинними організмами. Клітини справжніх багатоклітинних організмів диференціюються і вже не можуть існувати поза межами організму. Виконувати всі функції цілісного організму клітина багатоклітинних організмів не може, вона повністю залежить від інших клітин і структур організму.

Рис. 52. Дріжджі

Рис. 53. Колонія одноклітинних еукаріотів

Зелені водорості з роду Вольвокс.

Наведіть приклади застосування одноклітинних організмів у біотехнологічних процесах.

Обґрунтуйте значення явища колоніальності для утворення багатоклітинних організмів.

1. Схарактеризуйте особливості будови клітин одноклітинних еукаріотів.

2. Опишіть процеси життєдіяльності одноклітинних еукаріотів.

3. Поясніть роль одноклітинних організмів у природі і їх значення в житті людини.

4. Як утворюються колонії одноклітинних еукаріотів?

5. Доведіть або спростуйте твердження: «Хламідомонада - цілісний організм».