Для чего нужна инфузория туфелька в природе
Инфузория туфелька — микроорганизм в аквариуме
Инфузория туфелька что это такое
Инфузория paramecium caudatum или парамеция по систематике является простейшим видом одноклеточных микроскопических организмов, который смог получить наименование за сходство с обувной подошвой.
По размерам она достигает от десяти микрометров до четырех с половиной миллиметров, но подобные виды встретить можно редко.
Часто одноклеточное обитает в пресном и стоячем виде воды, но увидеть ее сложно. Если вы увидите движущееся большое скопление овальных пятен светлого оттенка это и есть туфелька. Подробнее узнать, что такое инфузория, можно, взглянув на рисунок.
Характер и образ жизни инфузории туфельки
Эти микроскопические существа обычно находятся в постоянном волнообразном движении, набирая скорость около двух с половиной миллиметров в секунду, что для таких ничтожно малых созданий в 5-10 раз превышает длину их тела. Передвижение инфузории туфельки осуществляется тупым концов вперёд, при этом она имеет обыкновение поворачиваться вокруг оси собственного тела.
Туфелька, резко взмахивая ресничками-ножками и плавно возвращая их на место, работает такими органами передвижения словно вёслами в лодке. Причём количество подобных взмахов имеет частоту около трёх десятков раз за одну секунду. Что же касается внутренних органоидов туфельки, большое ядро инфузории участвует в обмене веществ, движении, дыхании и питании, а малое отвечает за процесс воспроизводства.
Дыхание этих простейших созданий осуществляется следующим образом: кислород через покровы тела поступает в цитоплазмы, где с помощью данного химического элемента происходит окисление органических веществ и превращение их в углекислых газ, воду и прочие соединения. А в результате указанных реакций образуется энергия, употребляемая микроорганизмом для своей жизнедеятельности. После всего, вредный углекислый газ удаляется из клетки через её поверхности.
Особенность инфузории туфельки, как микроскопической живой клетки, состоит в способности этих крошечных организмов реагировать на внешнюю среду: механические и химические воздействия, влагу, тепло и свет. С одной стороны, они стремятся передвигаться к скоплениям бактерий для осуществления своей жизнедеятельности и питания, но с другой, вредные выделения этих микроорганизмов, заставляют инфузорий уплывать от них подальше. Также туфельки реагируют и на солёную воду, от которой спешат удалиться, зато с охотой передвигаются в сторону тепла и света, но в отличие от эвглены, инфузория туфелька настолько примитивна, что не имеет светочувствительного глазка.
Внешнее строение
По внешнему строению этот представитель фауны обладает тонкой эластичной оболочкой, именуемой в природе мембраной. Она на всем цикле жизни способна фиксировать свою сформировавшуюся форму.
Это происходит благодаря наличию цитоплазменного слоя с развитыми опорными волокнами. Такие виды волокон располагаются тесным образом к поверхности оболочки. Для инфузории характерно два ядра, одно из которых ответственно за процесс пищеварения, а другое за процесс размножения.
Вся поверхность инфузории с особыми ресничками несет ответственность за процесс передвижения. Этих ресничек больше 15 тыс. Их движения схожи с веслами. Перемещение происходит со скоростью 3 миллиметра в секунду. Инфузория передвигается с помощью волнообразных движений ресничек.
Чем питается в природе инфузория туфелька
В обменных процессах туфельки принимает участие ее большое ядро. Этот простейший микроорганизм питается разнообразными бактериями. Также в его рацион включаются и микрочастички растений, произрастающих в водной среде.
Способ питания:
Особенности процессов жизнедеятельности
По строению и жизнедеятельности инфузории обладают одинаковой формой и размером, вне зависимости от того, в каких условиях они находятся. Однако их жизнедеятельность меняется в зависимости от температуры и света.
Инфузории чувствительно относятся к свету и изменениям температуры. Когда температура снижается до 15 градусов, инфузории не питаются и не размножаются, впадая в процесс анабиоза.
То же самое касается света. Чем ярче светит солнце, тем быстрее одноклеточный организм впадает в анабиоз. В этом заключаются особенности ее процесса жизнедеятельности.
Движение инфузорий
Водная среда обитания инфузории-туфельки позволяет ей активно передвигаться. Она осуществляет этот процесс с помощью специализированных органелл — ресничек. На поверхности одной инфузории их располагается около 15 тысяч. Их согласованная работа позволяет существу развивать скорость до 3 мм/с.
Работа ресничек напоминает движение весел или маятника. Органеллы движения резко поднимаются, а после плавно возвращаются на место. За одну секунду инфузория делает подобных движений до нескольких десятков. Инфузория передвигается тупым концом вперед, одновременно поворачиваясь вокруг оси своего тела.
Среда обитания
Одноклеточная туфелька обитает в небольшом пресном виде воды, предпочтительно на водной глади, в которой разлагаются остатки природных микроорганизмов.
Подобная среда обитания позволяет туфельке стремительно двигаться и искать пищу во время своего движения.
Также в этой среде происходит и процесс деления. То, что она ведет неподвижный образ жизни, сказать нельзя, поскольку она вынуждена всегда искать себе пищу.
Природная среда обитания и не только
Мельчайшие из живых существ обитают в неглубоких водоемах с неподвижной водой. Инфузории туфельки называются так за сходство формы тельца, сплошь покрытого ресничками, с дамской туфлей. Реснички помогают животным двигаться, питаться и даже обороняться. Мельчайший организм имеет размер 0,5 мм, увидеть невооруженным глазом инфузорию невозможно! Интересен способ перемещения в воде – только округлым затупленным концом вперед, но и при такой своеобразной «ходьбе», малышки развивают скорость 2,5 мм/1секнду.
Одноклеточные создания имеют двуядерную структуру: первое «большое» ядро контролирует питательные и дыхательные процессы, следит за обменом веществ и перемещением, а вот «малое» ядро включается только в процессы полового значения. Тончайшая оболочка повышенной эластичности позволяет микроорганизму находиться в природной четко очерченной форме, а также быстро передвигаться. Как таковое передвижение осуществляется посредством ресничек, исполняющих роль «весел» и постоянно толкающих туфельку вперед. Кстати, движения всех ресничек абсолютно синхронны и согласованны.
Как передвигается
Инфузория туфелька активно передвигается с помощью своих специальных ресничек, называемых в науке органеллами. На поверхности одного клеточного организма находится их порядка 15 тыс. Это можно увидеть под микроскопом, разглядывая модель одноклеточного.
Благодаря четко организованной деятельности органелл (они также называются трихоцистами), организм стремительно двигается подобно кораблю на веслах или маятнику. Движение получается быстрое, но плавное.
Органеллы быстро приподнимаются, а потом направляются в прежнее положение. За одну минуту таких движений происходит очень много. Инфузория двигается тупым кончиком вперед и поворачивает свое тело около оси.
Среда обитания инфузории-туфельки: описание
Названный одноклеточный организм, единственная клетка которого напоминает подошву туфли, можно встретить только в мелких пресных водоемах. Инфузория предпочитает стоячую воду, в которой находятся разлагающиеся остатки органического вещества. Такая среда обитания инфузории-туфельки (фото ниже демонстрирует форму клетки) позволяет ей активно передвигаться в поисках пищи.
Размножение
Процесс размножения инфузории зависит от погодных и температурных условий. Если температура комфортная выше 15 градусов, то она делится пополам, начиная процесс деления с ядер.
Большое ядро и малое ядро она дробит, получая дочерние клетки.
Если температура ниже установленной отметки, и инфузория не получает достаточного питания, то она размножается половым путем, с помощью процесса конъюгации.
При этом половом процессе два клеточных организма приближаются друг другу, формируя цитоплазматический вид мостика и обмениваются генами.
В итоге новых клеток не появляется, но процесс важен, поскольку у инфузории обновляется наследственный материал. Он позволяет ей увеличить адаптацию к окружающей среде и сделать все, чтобы она:
В целом, тип размножения половой и бесполый.
Деление инфузории-туфельки (видео)
Про деление все, конечно, в курсе. Готовая к размножению инфузория удлиняется, на ней образуется перетяжка, постепенно разделяющая организм пополам. При этом каждая половина достраивает недостающие элементы, превращаясь в полноценную инфузорию-туфельку. Процесс деления, точнее, его завершающую часть, можно наблюдать на следующем видео. Однако знание того, как происходит деление, не помешало мне долго думать над тем, что же это за странные микроорганизмы, похожие на два слепленных шарика, попадаются в пробе воды.
Деление повторяется 1-2 раза в сутки, а через несколько поколений сменяется половым размножением.
Чем питается
Данный вид организма причисляется к гетеротрофным организмам, поскольку он питается сформировавшимися органическими элементами, поступающими через естественную среду обитания.
Питается она бактериями с миниатюрными видами растений, которые располагаются в мутной и грязной воде. Делает инфузория это специализированными сократительными вакуолями. Место образования их цитоплазма.
Кормление происходит клеточным ртом небольшим углублением посередине организма. Через рот пища направляется в условный пищевод и движется в цитоплазму, поглощая пищу в своеобразной пищеварительной сократительной вакуоли.
Именно там еда расщепляется гидролитическими ферментами и попадает во все тело, насыщая одноклеточное полезными микроэлементами. То, что инфузория не переваривает, она выделяет через маленькое углубление сзади, именуемую порошицой.
Где обитает и размножается инфузория туфелька
Учеными определена среда обитания этого простейшего микроорганизма – пресноводные водоемы:
Туфельки могут обитать и в домашних аквариумах, но разглядеть их невооруженным глазом люди не смогут. Из-за крохотных размеров микроорганизм во взятом илистом образце воды можно увидеть только через микроскоп.
Значение в природе
Инфузория туфелька значимое одноклеточное для природы и почвы. Она повышает уровень плодородия в почве, что помогает орошаемым землям на юге планеты получать богатый урожай.
Однако те одноклеточные, которые обитают в речных водоемах с большим количеством рыб, негативно влияют на них. Они вызывают у рыб заболевания и массовую гибель.
Вокруг этого одноклеточного собрано немало информации и интересных фактов. Из положительных свойств одноклеточного микроорганизма можно назвать то, что он хорошо очищает водоем. Уничтожает бактерии и микроскопические виды водорослей. Участвует в пищевой цепочке, поскольку считается пищей для других животных.
Интересно, что инфузория сегодня является также отличным кормом для аквариумных рыбок. Поэтому человек активно разводит их, чтобы кормить любимцев.
Значение инфузорий в природе и жизни человека
Инфузория-туфелька — строение тела, значение в природе
Описание
Инфузория-туфелька — не экзотика, она живет в пресных водоемах со спокойной водой, в лесной луже, в аквариуме. Нужно только, чтобы присутствовали источники органических веществ — водоросли, растения, погибшие живые организмы, обыкновенный ил. Благодаря изящной форме, инфузория получила свое название: клетка похожа на подошву миниатюрной туфельки, один конец которой более узкий, а другой — широкий. Для того чтобы внешний вид клетки был постоянным, у туфельки есть эластичная наружная мембрана и сложная система цитоскелета (микрофиламенты и микротрубочки, а также другие опорные органоиды). Размеры клетки — от 0,1 до 0,5 миллиметров. 
Рис. 1. Инфузория-туфелька Если в воде увеличивается количество растворенных солей или уменьшается количество жидкости, форма клетки немного меняется — становится более округлой, овальной. Снаружи на клетке заметны многочисленные реснички. Они нужны для перемещения туфельки. Всего ресничек около 10-15 тысяч, они постоянно и согласованно двигаются. Реснички работают, как весла, и перемещают клетку очень быстро.
Важно! Инфузория-туфелька может плыть со скоростью до 2,5 миллиметров в секунду, а это в 5-10 раз больше длины ее тела. Помимо движения вперед, клетка вращается вокруг своей оси. При высыхании скорость движения уменьшается.
Инфузория-туфелька не является беззащитной, для отражения атаки хищников или нападения на противника у нее есть специальные органоиды — трихоцисты. Это мелкие тельца, похожие на веретено, они находятся между ресничками. В случае необходимости, например, при нападении врага — трихоцисты стреляют, то есть сильно удлиняются и поражают противника. На месте выстреливших ниточек вырастают новые, всего их обычно около 5-8 тысяч.
Строение клетки
Далее рассмотрим все особенности строения и жизнедеятельности этого микроорганизма.
Ядра и процессы размножения
В клетке инфузории-туфельки два ядра:
Поперечное деление, то есть бесполое размножение, идет у инфузорий-туфелек очень быстро, если есть хорошее питание. При этом материнская клетка разделяется на две дочерние, в них достраиваются недостающие органеллы. Такое деление происходит до двух раз в сутки. В результате полового размножения численность популяции не возрастает. Смысл полового процесса — обмен генетической информацией между двумя особями. Благодаря этому повышается выживаемость микроорганизмов, они лучше адаптируются к изменяющейся окружающей среде. Для полового размножения две инфузории как бы склеиваются между собой в области перистома. Защитная мембрана частично исчезает, а из цитоплазмы формируется своеобразный мостик. Этот тип полового процесса называется конъюгация. Макронуклеусы распадаются, а микронуклеусы делятся путем мейоза (при этом виде деления количество хромосом уменьшается в два раза). Затем три из получившихся четырех ядер также разрушаются, а оставшееся в каждой клетке ядро делится путем митоза. Таким образом, в каждой дочерней клетке образуются два новых ядра — мужское и женское. По образованному мостику туфельки обмениваются мужскими ядрами, в каждой новой особи женское и мужское ядра сливаются. Вновь образуются макро- и микронуклеусы. После этого инфузории отходят друг от друга. 
Рис. 2. Строение инфузории-туфельки
Питание и пищеварение
В основном пищей для инфузорий-туфелек служат бактерии и одноклеточные водоросли. Интересно, что эти простейшие очень прожорливы, они питаются почти непрерывно, останавливаются только на период размножения. На одной стороне тела есть углубление с отверстием, которое называется перистом, или клеточный рот. Вокруг него реснички длиннее, чем в остальных участках клетки. Работая, они направляют воду с пищевыми частицами в рот и далее в глотку. В ее задней части пищевые частицы скапливаются, а затем в окружении жидкости проникают в цитоплазму, образуя фагосому, или пищеварительную вакуоль. Процесс пищеварения занимает примерно час. Пищеварительная вакуоль движется по определенной траектории: к заднему концу, потом описывает окружность по часовой стрелке. В это время в фагосоме пища с помощью ферментов переваривается. Сначала среда в фагосоме кислая, потом реакция меняется на щелочную. В цитоплазму попадают питательные вещества, которые используются для дальнейшей жизнедеятельности. Непереваренные остатки пищи в пищеварительной вакуоли удаляются из клетки в определенном месте. Оно называется порошица и находится позади ротового углубления. Фагосома сливается с наружной мембраной клетки и почти сразу отделяется от нее, распадаясь на много мелких пузырьков. Они перемещаются в сторону дна глотки и формируют новые пищеварительные вакуоли.
Дыхание
Растворенный в воде кислород проникает в клетку диффузно через всю ее поверхность. Органические соединения окисляются с выделением энергии, которая используется в процессах жизнедеятельности. Если кислорода в воде мало, инфузория-туфелька может использовать другие пути получения энергии (гликолиз — анаэробный, то есть не требующий кислорода, процесс).
Осморегуляция
За удаление лишней жидкости и некоторых продуктов обмена веществ отвечают две сократительные вакуоли. Они похожи на цветок, в котором серединка — это резервуар, а лепестки — приводящие каналы. Они вбирают в себя воду и перемещают ее в резервуар. При заполнении он отделяется и выбрасывает излишки жидкости через пору.
Важно! Инфузорию всегда окружает вода, а ее наружная оболочка проницаема для жидкости. Поэтому сократительные вакуоли трудятся напряженно: в течение часа они удаляют из клетки столько жидкости, сколько занимает объем самой клетки.
Особенности жизнедеятельности
У инфузории-туфельки есть свойство раздражимости. Это значит, что она отвечает на действие факторов окружающей среды (раздражителей) изменением своего поведения. Раздражители — это температура, различные растворенные в воде вещества, освещение. У простейших нет нервной системы, органов чувств и рефлексов. Раздражение воспринимает вся клетка целиком. Реакцией на действие раздражителя будет таксис — это движение в сторону действующего агента или от него. Это можно продемонстрировать с помощью опытов:
Благоприятные условия для инфузории — это температура около 15-24 градусов тепла. При похолодании туфельки впадают в анабиоз и переходят в форму цисты. В этом состоянии они могут существовать годами. В обычных же условиях продолжительность их жизни около суток. 
Рис. 3. Сходство и отличие эвглены зеленой и хламидоманада
Сходство и отличия от эвглены зеленой
Эвглена зеленая — тоже одноклеточный микроорганизм, то есть единственная клетка, которая существует автономно.
Сходства
Отличия
Место в пищевой цепочке
Инфузории-туфельки употребляют в пищу бактерии и водоросли, а сами являются кормом для мальков многих рыб и амфибий. С этой целью инфузорий даже нарочно размножают в рыбных хозяйствах и используют для кормления личинок аквариумных рыбок. То есть инфузория-туфелька образует звено в пищевой цепочке между одноклеточными и многоклеточными организмами.
Интересные факты
Инфузории-туфельки обладают способностью различать малейшие концентрации химических веществ в воде. С такой чувствительностью им легче находить колонии бактерий, то есть пищу. А в лаборатории эту суперспособность иногда используют для определения примесей в воде. Проводилась даже дегустация высушенной массы инфузорий. Оказалось, что на вкус они напоминают курицу или сухой творог. В белке инфузорий есть все необходимые аминокислоты. Его состав похож на казеин. Скопления инфузорий-туфелек можно увидеть невооруженным глазом, и это реально даже в домашних условиях. Достаточно положить маленький кусочек морковки в банку с водой и поставить ее в темное теплое место. Воду можно взять из природного водоема, но подойдет и водопроводная вода. Лучше всего брать воду с небольшим количеством ила из аквариума — там точно есть туфельки. Через пару дней в мути, которая окружает морковь, сначала можно будет при помощи микроскопа обнаружить инфузорий. А немного позже, когда уменьшится количество кислорода в воде, ближе к поверхности появятся скопления белых точек — это и есть скопления инфузорий. Инфузория-туфелька — удивительный представитель одноклеточных микроорганизмов. Она устроена примитивно и в то же время сложно. В природе инфузория-туфелька занимает свою экологическую нишу. Она стала отличной моделью для изучения всех основных процессов жизнедеятельности. Кроме того, этих простейших используют в качестве корма для рыб и как маркер загрязнения жидкости. Как выглядит этот микроорганизм и особенности его жизнедеятельности вы можете посмотреть в видео.