Лекция по теме морфология микроорганизмов

Надцарство эукариот

Главная особенность эукариот, по которой они и получили название, — наличие настоящего ядра: генетический аппарат эукариотной клетки защищен оболочкой, схожей с мембраной самой клетки. Связь ядра и цитоплазмы осуществляется через особые отверстия — поры. Наличие ядра — не единственный признак, отличающий эукариотную клетку от прокариотной. Не менее важен второй признак: превращения, которые претерпевает генетический аппарат эукариот в течение жизни.

Как правило, эукариотные организмы проходят в развитии две стадии. Их называют гаплофазой и диплофазой. В гаплофазе генетический аппарат клетки одинарный гаплоидный (от греческого «гаплос» — единичный, одинокий). При переходе в диплофазу две гаплоидные клетки сливаются, и генетический аппарат становится диплоидным («двойным»). После нескольких делений в диплофазе клетка опять становится гаплоидной.

Точное происхождение эукариот доподлинно не известно, ученые предполагают, что они произошли от прокариот. Самые древнейшие останки эукариотических клеток обнаружены в породах возрастом полтора миллиарда лет. Древние эукариоты имели одноклеточную структуру.

Классификация эукариот основана на царствах, к которым они принадлежат, и выглядит так:

• Растения. Уникальны среди эукариот по нескольким причинам. Их относительно толстая клеточная стенка состоит в основном из целлюлозы. Для одноклеточных этой группы характерно наличие большой сократительной вакуоли, управляющей плавучестью. Растительные клетки содержат органеллы, называемые хлоропласты с молекулами хлорофилла. Благодаря такому качеству растения получают энергию из солнечного света, углекислого газа и воды. Пример — одноклеточные зелёные водоросли.
• Грибы. К ним относят организмы из подцарства простейших грибов и дрожжи. Клеточная стенка состоит из хитина (основное вещество экзоскелета насекомых). Характерная особенность строения простейших грибов — многоядерность некоторых видов и наличие перегородок в клетках с отверстиями для прохождения органоидов и цитоплазмы.
• Животные. Клеточные стенки отсутствуют, организмы заключены только в плазматическую мембрану. Это даёт им возможность приобретать различные формы, позволяет питаться с помощью фагоцитоза. Не имеют хлоропластов, содержат несколько маленьких вместо одной большой вакуоли. Характерные представители — амёбы и корненожки.
• Протисты, получили название от древнегреческого слова, означающего «первейшие». Способны самостоятельно передвигаться и питаться, переваривая пищу в вакуолях. Некоторые имеют множество ресничек, наделяющих их подвижностью, другие способны перетекать или образовывать ложноножки. В эту группу внесены все организмы, не входящие в первые три. Разнообразие протистов можно оценить по несхожести и экзотичности таких известных представителей, как инфузория-туфелька и эвглена обыкновенная.

Подробнее о эукариотах можно прочитать в статье «Надцарство эукариоты»

Чем от бактерий отличаются грибы

Все типы грибов имеют оформленное ядро, клеточная стенка образована хитином (у бактерий это муреин или пектин). В клетке имеются ДНК, гистон, белки. На фото видны результаты исследования бактериальной клетки, в которой вместо ядра есть нуклеоид – ядерная область неправильной формы, содержащая генетический материал.

Бактерии – это простейшие одноклеточные, которые относятся к категории сапротрофы, как представители царства грибов. Все организмы обычно имеют клеточную мембрану, выполняющую ряд важнейших функций (энергетическую, транспортную, барьерную, защитную). Еще они отличаются по строению.

По способу питания грибы подразделяются на три категории:

• паразиты,
• сапротрофы,
• мутуалисты.

В этом заключается их основное сходство с бактериями.

Сапротрофы (сюда относят клетки грибов, царство зеленых водорослей к данному виду не относится) – микроскопические организмы, способные активно извлекать питательные вещества из органического материала, в котором преобладают омертвевшие элементы. На фото можно рассмотреть примеры грибов при многократном увеличении.

Организмы одноклеточных животных: специфика

Это огромный класс, имеющий множество подвидов, какие могут размножаться половым или бесполым способом. Одноклеточные представлены более, чем 30 тысячами организмов животных, между которыми есть сходные и различные черты. Тело простейших состоит из ядра и цитоплазмы, у них нет защитной капсулы, плазмидов, клеточной стенки.

Как представители зеленых водорослей, они имеют хромосомы и оформленную ДНК. Категория зеленых водорослей преимущественно склонна к фотосинтезу, животные организмы, к примеру, эвглена зеленая (изображена на фото) имеют хлоропласты, в темноте могут всасывать органические вещества, даже поглощать бактерии.

Особенности питания

Царство бактерий приспособилось к жизни на всей поверхности Земли. Кажется, что на нашей голубой планете невозможно отыскать уголок, где бы не нашли себе приют эти малыши. Их можно встретить в кратерах вулканов, в глубинах океана, в нефтяных скважинах, на ядерных полигонах, в почве, внутри животных организмов. А чем же в таком случае они питаются? Как добывают себе необходимые для жизни вещества?

Большинство бактериальных клеток относятся к гетеротрофам. Это значит, что питаются они готовыми органическими веществами. Именно они проводят утилизацию останков, а проще говоря, гниение погибших живых существ. Часто их называют разрушителями, потому что благодаря гетеротрофам происходит процесс гниения органических субстанций. В результате почва обогащается минеральными соединениями, которые впоследствии поглотятся многоклеточными растениями и животными. Например, гниение опавшей листвы приведет к образованию плодородного перегноя.

Существует в царстве прокариотов и другой тип микроорганизмов, которые способны скрупулезно, по крупицам создавать органические соединения из неорганических. Углекислый газ и минеральные соли служат им строительным материалом для формирования белковых молекул. Такой тип питания клеток называется автотрофным.

Доядерные могут быть замечательными соседями. Бактерии-симбионты поселяются внутри многоклеточных организмов и активно помогают своим «хозяевам». Достаточно вспомнить кишечную флору, царством которой является кишечник человека и животных. Она активно участвует в переваривании пищи, уничтожает очаги гниения, синтезирует витамины, поддерживает иммунитет. Около 500 видов одноклеточных представителей царства бактерий обеспечивают человеку здоровье и жизненные силы.

К сожалению, природа создала и злобных врагов, которые атакуют многоклеточные организмы, принося с собой тяжелые формы заболеваний. Это прокариоты, которые называются паразитами. Они часто становятся разрушителями здоровья, а подчас и причиной гибели животных организмов.

Кто такие простейшие

Современная биология относит простейших к парафилетической группе животноподобных протистов. Наличие в клетке ядра, в отличие от бактерий, включает их в список эукариотов.

Клеточные структуры разнятся с клетками многоклеточных. В живой системе простейших присутствуют пищеварительные и сократительные вакуоли, у некоторых наблюдаются схожие с ротовой полостью и анальным отверстием органеллы.

Классы простейших

В современной классификации по признакам отсутствует отдельный ранг и значение одноклеточных.

Лабиринтула

Их принято подразделять на следующие типы:

• саркомастигофоры;
• апикомплексы;
• миксоспоридии;
• инфузории;
• лабиринтулы;
• асцестоспородии.

Устаревшей классификацией считается деление простейших на жгутиковых, саркодовых, ресничных и споровиков.

В каких средах обитают одноклеточные

Средой обитания простейших одноклеточных служит любая влажная среда. Амеба обыкновенная, эвглена зеленая и инфузория-туфелька являются типичными обитателями загрязненных пресных водных источников.

Такие организмы, как радиолярия и фораминифера населяют соленые водоемы. Встречаются среди одноклеточных паразиты человека и животных.

К крупным простейшим, ведущим паразитический образ жизни, относится опалина лягушачья. Это существо с многочисленными жгутиками поселяется в кишечнике головастика, где в дальнейшем размножается.

Наука долгое время относила опалин к инфузориям, благодаря внешнему сходству жгутиков с ресничками и наличию двух ядер. В результате тщательных исследований родство было опровергнуто. Половое размножение опалин происходит в результате копуляции, ядра одинаковые, а ресничный аппарат отсутствует.

Полезные организмы

Человек уже несколько тысячелетий использует брожение как способ приготовления вкусных и полезных блюд и напитков. Расщепление сахаров с образованием различных кислот позволяет сохранить продукты питания и обогатить их витаминами, которые вырабатывают бактерии. Несмотря на это, ответ на вопрос о том, как же происходит брожение, был найден относительно недавно после открытия бактерий.

Брожение представляет собой разновидность анаэробного (без участия кислорода) разложения органических веществ, чаще всего – сахаров. Оно осуществляется при помощи специальных ферментов бактерий, способных окислять сахара с образованием энергии. Квашение представляет собой разновидность брожения, в результате которого образуется молочная кислота, способная консервировать продукты и делать их более мягкими. Кроме консервации овощей, применяется при выделке кожи. Хорошо известно также брожение, которое представляет собой процесс, происходящий под действием бактерий и собственных ферментов растений, – ферментация.

В зависимости от образующихся в результате веществ различают такие процессы:

• спиртовое брожение,
• молочнокислое брожение,
• уксуснокислое брожение,
• маслянокислое брожение.

Продукты питания обычно представляют собой результат деятельности культурных штаммов бактерий. Их поддержанием занимаются профильные микробиологические лаборатории.

Чем отличаются бактерии от простейших

Бактерии и Царство простейших — это наиболее древние, а также самые примитивные организмы, населяющие Землю. Число тех и других намного превышает количество иных представителей биосферы, а их изучение позволит предотвратить целый ряд заболеваний, а также манипулировать процессами, важными для представителей пищевой промышленности и агробизнеса.

Бактерии – это организмы, первыми появившиеся на нашей планете. Большинство бактерий – одноклеточные образования. Исключением являются нитчатые цианобактерии и актиномицеты.

В состав самой обыкновенной одноклеточной бактерии входит элементарный нуклеоид, синтезаторы белка – рибосомы и цитоплазматическая мембрана, ограничивающая внутреннее содержимое клетки.

Характерной особенностью бактерий является отсутствие ядра, поэтому они причисляются к Надцарству прокариотнов или безъядерных.

Существует множество палочкообразных, звездчатых, тетраэдрических разновидностей этих безъядерных организмов. Размножение бактерий проходит чаще всего вегетативным способом – перетяжкой или почкованием. В определенных условиях бактерии могут стать участниками полового размножения.

В этом случае происходит обмен генетическим материалом. Процесс именуется рекомбинацией.

Строение бактериальной клетки

Жизненную энергию бактерии могут получать в результате 3-х процессов – при брожении, при дыхании и в процессе фотосинтеза.

Простейшие – это первые организмы, клетки которых сформировали ядро в результате эволюции. Есть организмы одноклеточные. Есть те, которые живут колониями и действуют как единый, сплоченный организм.

Важно

Простейшие являются первыми гетеротропными организмами. Они не способны сами вырабатывать необходимые им питательные вещества, поэтому вынуждены «охотиться» на других простейших или на бактерий. Единственным исключением является эвглена зеленая, которая способна сама продуцировать органические вещества, используя солнечный свет и углекислый газ.

В состав организма типичного простейшего существа входит, окруженная оболочкой, цитоплазма. В нем находится ядро, пищевая и выделительная вакуоль, простейший рот, хлоропласт, один или множество жгутиков. У некоторых видов есть псевдоподы, которыми микроскопические организмы буквально обволакивают потенциальную добычу, а лишь затем поглощают ее.

Строение простейших (инфузория туфелька)

Размножение может быть половым, бесполым, а также смешанным, в зависимости от условий, в которые попал данный организм.

1. Главное отличие – это наличие или отсутствие ядра. Бактерии – безъядерные организмы. Простейшие – первые, кто сформировал в своем клетке-теле элементарное ядро.
2. При размножении у бактерий предусмотрен обмен генетической информацией, но это происходит в результате рекомбинации генного материала. У простейших процесс усовершенствован – клетки сливаются, в результате чего образуются гаметы, имеющие обогащенный набор хромосом.
3. По способу питания бактерии являются автотрофами. Они самостоятельно вырабатывают необходимые им питательные вещества. Простейшие, за редким исключением, вынуждены охотиться за источниками жизненной энергии, ведь они являются классическим гетеротрофами.
4. Бактерии намного меньше простейших. Их можно рассмотреть лишь под мощным очень мощным оптическим или под электронным микроскопом. Простейшие в разы больше. Самые крупные – амебы, инфузории, радиолярии – хорошо видны при увеличении обычного недорогого микроскопа.

Биология 6 класс

«Растения 6 класс» — Цветок. Плоды и семена. Размножение. Рост и развитие. Желаю успехов! Рембрант. 1634 г. Государственный Эрмитаж. Секреты успеха растений или растительный организм как единое целое. Обмен веществ обусловливает дальнейший рост и развитие растения. Секреты успеха растений. Флора. Обмен веществ – основной признак живого организма. Санкт-Петербург. Органы цветкового растения. Взаимосвязь фотосинтеза и дыхания.

«Биология 6 класс Грибы» — В результате образуют длинные тонкие нити толщиной в одну клетку. Такая сеточка часто разрастается на поверхности несвежих продуктов. Образуют антибиотики (напр., пенициллин), используются в сыроварении. Назовите части гриба обозначенные на рисунке под цифрами 1-3. Хищный гриб. Микропрепарат мукора при большом увеличении микроскопа. Нити грибницы способны разрастаться, образуя сплошную сеть. Грибы образуют отдельное царство живых организмов. Среди плесневых грибов встречаются и паразиты. Богаты белком, витаминами группы В.

«Размножение споровых растений» — Зигота. Сперматозоид. Яйцеклетка. Оборудование: презентация, живые экземпляры комнатных папоротников. Заросток. Жизненный цикл мха кукушкина льна как представителя высших споровых. Образование спор. Все споровые растения делятся на низшие и высшие. Растение образующее споры. Тема урока: размножение споровых растений. Размножение. Низшие споровые. Папоротники хвощи и плауны Развитие папоротника. УРОК В 6 КЛАССЕ ПО ПРОГРАММЕ И УЧЕБНИКУ В.В. Пвсечника.

«Биология Органы цветковых растений» — Найдите у растения цветок . Корень. Рассмотрите цветок. Функции: укрепляет и удерживает в почве поглощает воду и минеральные соли. Стебель. Лабораторная работа №11 Распознавание органов цветкового растения. Сделайте вывод, из каких органов состоит цветковое растение. Строение цветковых растений Биология 6 класс. Цветок –это орган семенного размножения. Каких растений больше в природе : одноклеточных или многоклеточных? Назовите части цветка. Цветок. Листья.

«Птицы в природе» — 3)Рук нет, а строить умеет. В Чувашию прилетает в середине мая. Кроссворд о зимующих птицах (НА ЧУВАШСКОМ ЯЗЫКЕ). Гнездятся рябинники одиночно, иногда колониями. Громкий треск “тра-ра-ра-ра…” и характерное взвизгивание. В выборе гнездовых мест рябинник не очень разборчив. Птицы-. Обитает в светлых лесах и парках. 1)Что за кузнецы в лесу куют? 4)Два раза родится, А один раз умирает. Форма и размеры гнезда.

«Урок Цветы» — Строение цветка. Цветок — видоизмененный побег. Проверь: Тема урока «Цветок». Лилия. Программа В.В. Пасечник Учебник В.В. Пасечник. : Органы растения Вегетативные Репродуктивные Корень Побег Цветок Стебель Листья Почки Плод с семенами. Лабораторная работа: «Строение цветка». Антуриум.

«Биология 6 класс»

Способы питания

В зависимости от того, способны ли бактерии самостоятельно синтезировать органические вещества, их делят на две большие группы.

1. Автотрофы. Способны из неорганических веществ и углекислого газа синтезировать сахара, при помощи фото- или хемосинтеза.
2. Гетеротрофы. Требуют для жизни готовой органики (например, брожение). Делятся на сапрофитов, питающихся мертвыми органическими остатками, симбионтов, вступающих во взаимовыгодные союзы с высшими растениями, и паразитов, живущих за счет организмов-хозяев.

Еще одна классификация основана на том, как бактерии организуют окисление субстрата. Различают литотрофные организмы, способные окислять неорганические субстраты и органотрофные, для которых возможно только окисление органических веществ.

Архебактерии – жители экстремальных зон

Эти необычные одноклеточные организмы впервые были обнаружены в местах, непригодных для обитания живых организмов. Как и бактерии, они представляют собой ответ на вопрос о том, как начиналась жизнь на нашей планете. Аналогично бактериям, их генетический аппарат имеет вид кольцевой молекулы, и только процесс воспроизведения ДНК (транскрипции) и производства белка (трансляции) отличается от бактериального, поразительно напоминая таковой у эукариот.

До 1977 года эти одноклеточные организмы относили к числу бактерий. Биолог-молекулярщик Карл Воуз, занимаясь изучением микроорганизмов, продуцирующих метан, обнаружил, что структура их ДНК отличается от бактериальной, а клеточная стенка имеет в своем составе уникальные ферменты. Генетический аппарат архей содержит уникальные интроны (последовательности нуклеотидов, не несущие смысловой нагрузки, с которых не считываются белки), а инициация (начало) и элонгация (процесс удлинения белковой цепочки) синтеза белка сходны с эукариотическими. Стенки клеток архей образуют S-слой, основное вещество которого – белок.

Ответ на вопрос о причинах этих отличий ученые нашли в высокотемпературных средах обитания. Археи называются экстремофилами из-за склонности селиться в условиях, сложных для жизни. Как и большинство бактерий, они представляют собой одноклеточные организмы. Они живут в горячих источниках с кипящей водой, способны поддерживать метаболизм при очень низких температурах, щелочной, кислотной среде, а также в очень соленых почвах и водоемах. Эти бактерии не бывают патогенными для человека, животных или высших растений. Они делятся на группы в зависимости от мест обитания.

1. Галофиты. Предпочитают соленые водоемы, обнаружены в Мертвом море, а также в южной части залива Сан-Франциско. Их присутствие – ответ на вопрос о том, почему соленые водоемы часто окрашены в яркие цвета от зеленого до красного.
2. Метаногены. Предпочитают анаэробные условия жизни, вырабатывая такое вещество, как метан. Являются нормальной микрофлорой кишечника животных, также могут селиться в сточных водах или грунте.
3. Термофилы. Жители горячих источников.
4. Жители холодных источников, ледников, обнаруженные в последнее время. Образуют до 40 % биомассы холодных регионов, позволяя ученым находить ответ на вопрос о том, как происходит освоение живыми организмами территорий с низкими температурами. До конца не систематизированы.
5. Азотфиксирующие. В настоящее время описан только один вид архебактерий-азотфиксаторов.

Размножение у этого вида прокариот бесполое. Процесс мейоза, предусматривающий образование половых клеток с половинным генетическим аппаратом, не обнаружен. Генетический аппарат архебактерий представлен кольцевыми молекулами – нуклеоидом и плазмидами. Процесс фотосинтеза у некоторых из них происходит с участием бактериородопсина вместо хлорофилла.

Строение бактериальных организмов

За исключением нитчатых цианей и актиномицетов, которые имеют колониальные формы жизни, все бактерии – одноклеточные организмы. Их форма отличается многообразием – описаны шарообразные кокки, палочковидные бациллы и клостридии, извитые (вибрионы и спирохеты). Более редкие варианты представляют собой организмы в форме звезд, тетраэдров, колец или похожие своей формой на букву С.

От формы и жесткости клеточных стенок зависит способ питания и прикрепления. Любопытным является тот факт, что в случае малого количества питательных веществ в окружающей среде, бактерии способны увеличивать площадь своей поверхности для увеличения всасывающей способности за счет образования выпячиваний, называемых простеками.

Структура бактериальной клетки представляет собой:

• нуклеоид (так называется генетический аппарат бактерий и архей, представленный молекулой ДНК);
• клеточную стенку, отделенную от цитоплазмы мембраной;
• рибосомы, продуцирующие белок из аминокислот, используя в качестве матрицы РНК.

Клеточная стенка часто бывает окружена капсулой из слизи. Мембрана принимает участие в образовании жгутиков и ресничек, при помощи которых бактерии движутся. Рецепторы, пронизывающие клеточную стенку, взаимодействуют с иммунными клетками и антителами высших организмов и формируют у них специфический и неспецифический иммунный ответ.

Отличительной чертой бактерий является тот факт, что их генетический аппарат представлен кольцевой молекулой ДНК. Ядерное вещество свободно располагается в цитоплазме. Это отличает прокариотические организмы от эукариот, имеющих оформленное ядро, окруженное мембраной.

Одноклеточные животные

Животные подцарства Одноклеточных или Простейших обитают в жидких средах. Внешние формы их разнообразны — от аморфных особей, не имеющих определенных очертаний, до представителей со сложными геометрическими формами.

Насчитывается около 40 тысяч видов одноклеточных животных. К наиболее известным относятся:

• амеба;
• зеленая эвглена;
• инфузория-туфелька.

Амеба

Принадлежит классу корненожки и отличается непостоянной формой.

Она состоит из оболочки, цитоплазмы, сократительной вакуоли и ядра.

Усвоение питательных веществ осуществляется с помощью пищеварительной вакуоли, а кормом служат другие простейшие, такие как водоросли и бактерии. Для респирации амебе необходим кислород, растворенный в воде и проникающий через поверхность тела.

Зеленая эвглена

Обладает вытянутой веерообразной формой. Питается за счет превращения углекислого газа и воды в кислород и продукты питания благодаря световой энергии, а также готовыми органическими веществами при отсутствии света.

Относится к классу жгутиковые.

Класс инфузории, своими очертаниями напоминает туфельку.

Пищей служат бактерии.

Одноклеточные грибы

Грибы отнесены к низшим бесхлорофилльным эукариотам. Они отличаются наружным пищеварением и содержанием хитина в клеточной стенке. Тело образует грибницу, состоящую из гифов.

Одноклеточные грибы систематизированы в 4 основных классах:

• дейтеромицеты;
• хитридиомицеты;
• зигомицеты;
• аскомицеты.

Ярким примером аскомицетов служат дрожжи, широко распространенные в природе. Скорость их роста и размножения велика благодаря особенному строению. Дрожжи состоят из одиночной клетки округлой формы, размножающейся почкованием.

Множество органов в маленькой клеточке

Ввиду того что одноклеточный организм бактерий имеет свою специфику, ученые выделили им особое место в классификации. Вместе с вирусами они попали в надцарство прокариотов, отличительной чертой которого является то, что ни бактерии, ни вирусы не имеют четко оформленного клеточного ядра. Поэтому их называют доядерными.

Изучая одноклеточные микроорганизмы, наука выявила, что эта форма жизни имеет разнообразное строение и функции. К царству бактерий относятся:

• эубактерии;
• цианобактерии;
• архебактерии.

Невидимые крохи комплектуются из одной-единственной клетки, которая имеет свое сложное строение:

1. Клеточная стенка защищает бактериальную клетку от пагубного влияния внешней среды и придает ей форму.
2. Слизистая капсула уберегает микроорганизм от высыхания.
3. Плазматическая мембрана служит воротами для поступления внутрь клетки питательных субстанций, а также для выделения наружу конечных продуктов обмена.
4. Кольцевая цепочка ДНК несет в себе генетическую информацию и держит под контролем все обменные процессы внутри клетки.
5. Рибосомы располагаются в цитоплазме и синтезируют белок. Количество рибосом в бактериальной клетке может доходить до 20 тысяч.
6. Жгутики состоят из особой формы белка (флагеллина) и обеспечивают передвижение бактерии.

Разновидности одноклеточных бактерий

Все микроскопические организмы (кроме грибов) могут иметь жгутики, позволяющие им свободно перемещаться в пространстве. На фото можно увидеть органеллы, которые используются растениями для активного «образа жизни». Ниже представлена таблица, позволяющая понять основные различия между царствами одноклеточных и то, какие компоненты присутствуют в их строении.

Существует множество видов микроорганизмов, каждый из которых отличается формой и строением. Оно, в свою очередь зависит, от питания организма и способа его жизнедеятельности. Различают: кокки (круглые), вибрионы и спирохеты (извилистого типа), бациллы и клостридии (палочки). На фото можно увидеть все эти разновидности, но при этом организмы сходны по строению.

Водоросли, категория растений и животных имеют вакуоли для накапливания клеточного сока. Он поддерживает в упругом состоянии оболочку клетки. Бактерии в этих целях используют аэросомы.

Каждое отличие обусловлено множеством факторов, в том числе эволюцией категорий микроорганизмов. К примеру, животные более приспособлены к выживанию, бактерии могут вырабатывать стойкость к агрессивным компонентам по типу антибиотиков, водоросли содержат практически весь необходимый для выживания комплекс органелл.

Открытие одноклеточных

Микроскоп Левенгука

Еще 3 тысячи лет назад великий древнегреческий целитель Гиппократ выдвинул гипотезу, что инфекционные заболевания вызываются живыми микроорганизмами.  Но изучение простейших началось значительно позже, чем изучение большинства других групп животного мира. Оно стало возможным лишь после изобретения микроскопа, что произошло в начале XVII века. Голландец Антони Левенгук, владелец магазина оптики, увлёкся изучением образцов через микроскоп при ярком дневном свете, и в 1675 г., рассматривая каплю воды, впервые открыл в ней множество микроскопических, ранее неведомых организмов, среди которых были и простейшие. Это было первое документальное свидетельство наблюдения микромира, недоступного для обнаружения невооружённым глазом.

Наблюдения Левенгука вызвали большой интерес к изучению этого нового мира живых существ. В конце XVII и первой половине XVIII в. появляется большое число работ, посвященных изучению микроскопических организмов. Однако исследований, соответствующих современному представлению о простейших как одноклеточных организмах тогда не существовало, так как само определение клетки было сформулировано позднее.

Открытие живой клетки связано еще с одним исследователем — Робертом Гуком, автором знаменитого закона, известным изобретателем и эрудитом. С помощью усовершенствованного им микроскопа Гук изучал структуру растений и сделал точные зарисовки, впервые показавшие клеточное строение обычной пробки. Ученый обнаружил, что пробка состоит из множества очень маленьких ячеек, напоминавших ему монашеские кельи в монастырях. Эти ячейки он в своей работе «Микрография» назвал клетками. Гук подробно зарисовал и описал клетки моркови, бузины, укропа, привел изображения весьма мелких объектов, таких как глаз мухи, комара и его личинки, детально описал клеточное строение пробки, крыла пчелы, плесени, мха.

Определение и описание

К подцарству Одноклеточных, или Простейших, относят животных, тело которых состоит из одной клетки. Размеры простейших в среднем 0,1—0,5 мм. Бывают особи ещё меньшей величины — около 0,01 мм. Встречаются и довольно крупные организмы, длиной в несколько миллиметров и даже сантиметров. Форма тела простейших разнообразна. Оно может быть постоянным, иметь лучевую, двустороннюю симметрию (жгутиковые, инфузории) или вообще не иметь постоянной формы (амеба).

Одноклеточные организмы выполняют те же функции, что многоклеточные: питаются, двигаются и размножаются. Их клетки должны быть невероятно многофункциональны, чтобы делать все то, за что у других животных отвечают особые органы. Одноклеточные животные настолько непохожи на остальных, что их выделяют в отдельные подцарство простейших.

Строение эвглены зеленой

Тело простейших состоит из цитоплазмы и ядра. Снаружи клетка защищена особой мембраной, или пелликулой — обычно эластичной, более или менее толстой оболочкой, включающую в себя помимо клеточной мембраны ряд опорных структур. Цитоплазма ограничена наружной цитоплазматической мембраной, в ней находятся органоиды — митохондрии, рибосомы, эндо-плазматическая сеть, аппарат Гольджи. Помимо типичных органоидов, характерных для животной клетки, в клеточном теле простейших имеются специализированные органоиды, характерные только для одноклеточных:

• Органоиды передвижения – ложноножки (псевдоподии), жгутики или реснички;
• Органоиды, отвечающие за питание – пищеварительные вакуоли, клеточный рот, клеточная глотка, анальная пора (порошица);
• Органоиды выделения (экскреции) и регуляции осмотического давления – сократительные вакуоли;
• Органоиды размножения — за это отвечает ядро, у некоторых богатых одноклеточных их несколько;
• Органоиды защиты и нападения – трихоцисты (особые стрекательные образования, находящиеся по краю цитоплазмы).

Простейшие способны передвигаться с помощью ложноножек, жгутиков или ресничек, они также реагируют на различные раздражения: свет — фототаксис, химические вещества — хемотаксис, температуру — термотаксис и др. Питаются простейшие самыми разнообразными мельчайшими животными, растительными организмами и гниющими органическими веществами. Паразитические формы обитают как на поверхности тела своих хозяев, так и в полостях их тела или тканях организмов хозяев.

Особенность одноклеточных организмов переносить неблагоприятные условия окружающей среды заключается в способности инцистироваться, т.е. образовывать цисту. При образовании цисты органоиды движения исчезают, объем животного уменьшается, оно приобретает округлую форму, клетка покрывается плотной оболочкой. Животное переходит в состояние покоя и при наступлении благоприятных условий возвращается к активной жизни.

Отличие от вирусов

Несмотря на схожесть между одноклеточными организмами и вирусами, между ними существуют принципиальные отличия. Вирусы не считаются живым организмом, это внеклеточная форма жизни, обладающая собственным геномом и способностью воспроизводиться только в живых клетках. По содержанию нуклеиновых кислот вирусы отличаются от живых систем, тем, что у них одна кислота (РНК или ДНК), а у других организмов их две. По сути, вирус, это только ДНК (или РНК) в оболочке. У него нет никаких механизмов репликации, транскрипции, нет ферментов для проведения реакций. Все это за него делают механизмы клеток-хозяев, в которые он внедряется. Вне клетки хозяина вирусные частицы ведут себя как химические вещества. В настоящее время известны вирусы, размножающиеся в клетках растений, животных, грибов и бактерий (последних обычно называют бактериофагами). Обнаружены также вирусы, поражающие другие вирусы (вирусы-сателлиты).

Различия между водорослями и бактериями

Представители царства растений – водоросли – в качестве среды обитания выбирают водные объекты с различным составом жидкой среды. Основное отличие между ними и бактериями состоит в отсутствии у последних оформленного ядра. У водорослей там хранится наследственная информация, синтезируется рибонуклеиновая кислота (РНК).

Одноклеточные организмы некоторых бактерий имеют защитную капсулу, позволяющую предохранить клетку от механического повреждения во время движения, высыхания (в зависимости от специфических условий ее жизнедеятельности). Это также источник резервных веществ, позволяющий им не погибнуть (у растений он отсутствует). Отличие от водорослей состоит также в наличии у бактерий плазмидов. Это хранители геномной информации, позволяющей активно бороться с антибиотиками, разрушающими структуру клетки.

Если сравнивать бактерии с одноклеточными водорослями, можно отметить следующие общие компоненты:

• цитоплазма (в ней находятся органеллы, питательные вещества равномерно распределяются по клетке),
• рибосомы (органоиды для синтеза белка у одноклеточных),
• цитоскелет (опорно-двигательное образование внутри клетки; не все бактерии его содержат),
• жгутики (служат для перемещения в пространстве).

Обычно  органеллы водоросли  детально просматриваются под микроскопом. Организмы водорослей имеют митохондрии, основная функция которых – синтез АТФ, соединения, играющего первостепенную роль в обмене энергии и веществ у растений (данные органеллы показаны на фото).