Курс биологии для поступающих в вузы

 

КЛАСС ЖГУТИКОНОСЦЫ, ИЛИ ЖГУТИКОВЫЕ

 

 

Класс Жгутиконосцы, или Жгутиковые

 

У большинства представителей этого класса сохраняется постоянная форма тела. Для этого у одних форм образуется жесткая оболочка клетки (чаще всего она состоит из хитиноподобного вещества или из целлюлозы), у других поверхностный слой эктоплазмы уплотняется, образуя пелликулу. Она достаточно эластична, но не настолько, чтобы могли образовываться псевдоподии. Поэтому для передвижения и захвата пищи у жгутиковых имеются жгутики (подробно об их строении и функционировании рассказано в разделе, посвященном ресничкам и жгутикам). Их количество у разных представителей класса варьирует от одного до нескольких тысяч. Вместе с тем встречается небольшое количество видов, совмещающих морфологические признаки саркодовых и жгутиковых. Они обладают жгутиками, но при этом способны также образовывать и псевдоподии. Жгутики обеспечивают значительно более высокую подвижность, чем псевдоподии. Если их несколько, то один из жгутиков тянется вдоль тела и, соединяясь с цитоплазмой, образует тонкую ун- дулирующую мембрану ( 287). Эта мембрана совершает волнообразные движения, обеспечи- тЗ вая движение микроорганизма. Необходимую для активной работы жгутика АТР синтезируют расположенные рядом митохондрии.

 

У представителей отряда кинетопластидных неподалеку от базаль- ного тельца располагается крупная митохондрия, богатая ДНК, получившая название кинетопласта. Жгутиконосцы обычно содержат одно ядро, но встречаются и двуядерные (например, лямблии) и многоядерные (многие опалины), у которых количество ядер может превышать 100.

 

По типу питания жгутиковые могут быть гетеротрофами или миксотрофами. Последние содержат хлоропласты и совмещают фотосинтез с потреблением готовых органических веществ. Иногда выделяют еще автотрофов, живущих исключительно за счет фотосинтеза, однако систематическое положение таких микроорганизмов среди животных многим кажется сомнительным. Гетеротрофное питание может осуществляться двумя способами: поглощением жидкости или твердых частиц. Растворенные вещества поступают в цитоплазму через всю поверхность тела микроорганизма. Такой способ получил название сапрофитного питания.

 

Поступление твердых частиц обычно осуществляется через фиксированные участки тела, где находится клеточный рот (ци- тостом) или участок липкой цитоплазмы. Обычно они располагаются у основания жгутика, винтообразное движение которого привлекает в эту область взвешенные частицы. Клеточный рот представляет собой углубление на поверхности клетки. Он ведет в узкий канал - клеточную глотку (цитофарингс), заканчивающийся в эндоплазме, где от него по мере поступления пищи отшнуровыва- ются пищевые вакуоли. Если цитостома нет, то у основания жгутика на определенном участке может отсутствовать пелликула. Этот участок называется липкой цитоплазмой, поскольку там фагоцитируются твердые частицы. Потребление микроорганизмом твердой пищи получило название анимального питания.

 

Выделение излишней воды (осморегуляция), как и у всех других простейших, осуществляется при помощи сократительных вакуолей, которые имеют более сложное, чем у саркодовых, строение.

 

Размножение жгутиковых происходит половым и бесполым способами. Бесполое размножение сопровождается делением ядра митозом, после чего разделяется вся клетка. Жгутик при этом может отделяться (тогда обе дочерние особи формируют его заново) или отходит одной из клеток, в этом случае отстраивать его приходится только одной молодой клетке. Бесполое размножение также возможно в состоянии цисты. При этом чаще всего происходит несколько митотических делений по типу дробления, т.е. без промежуточного роста делящихся клеток. В результате образуются мелкие клетки.

Половой процесс известен лишь у небольшого числа жгутиковых. В основном, это фотосинтезирующие колониальные формы, но встречаются и одиночные. При этом у одиночных микроорганизмов и малочисленных колоний половое размножение осуществляется в виде изогамии, т.е. сливаются (копулируют) одинаковые

гаметы. Так дело обстоит у одиночного жгутиконосца политомы ( 288) и колониальной восьмиклеточной стефа- носферы. У более крупных колоний имеет место анизогамия или оогамия, причем у вольвокса, обладающего наиболее высокоорганизованной колонией, лишь отдельные клетки способны превращаться в гаметы ( 289), тогда как у менее сложных колоний (например, у 16-клеточной пандорины или у 32-клеточной эудорины) все клетки способны стать половыми. В результате копуляции гамет образуется диплоидная зигота. У всех жгутиковых, размножающихся половым путем, имеет место зиготическая редукция числа хромосом, т.е. при которой два первых деления зиготы представляет собой мейоз. Следовательно, диплоидный набор хромосом у этих микроорганизмов имеет только зигота, а все остальное время набор хромосом у микроорганизма остается гаплоидным.

 

Жгутиконосцы морфологически бывают одиночными (свободноживу- щими и паразитическими) и колониальными. Колонии объединяют клетки одинакового строения, имеющие общее происхождение. Увеличение колонии происходит за счет митотического деления образующих ее клеток. Если деление у всех клеток синхронное и процесс не сопровождается их ростом в промежутках между делениями (как это происходит при дроблении зиготы у многоклеточных), то это называется па- линтомическим делением, или палинтомией. Постепенный рост колонии за счет асинхронного деления ее клеток называется мо- нотомией. Деление клеток колонии не сопровождается полным их разделением, и между соседними клетками сохраняются ци- топлазматические мостики. Соответственно этому колонии подразделяют на палинтомические (пандорина, эудорина, вольвокс и др.) и монотомические (урогленопсис, синкрипта и др.). Чаще всего колония представляет собой шар, что очень удобно для коммуникации между клетками. Однако, наряду с этим, встречаются и колонии иного строения, например древовидный динобрион.

 

Подкласс Растительные жгутиконосцы

 

Сюда относят одиночных и колониальных жгутиконосцев, содержащих хлоропласты и способных за счет реакций фотосинтеза самостоятельно обеспечивать себя органическими соединениями. При отсутствии света они способны поглощать экзогенную органику. Растительные жгутиконосцы обитают в соленой и пресной воде, в крупных водоемах входят в состав планктона. Естественно, среди них отсутствуют паразитические формы. Интересной особенностью многих представителей этого подкласса (эвглены, динофлагелляты) является наличие светочувствительного глазка (стигмы), содержащего красный пигмент, иногда в него вдается своеобразная линза из крахмального зерна. У некоторых динофлагеллят эта структура может достигать значительных размеров - до 25 мкм. Наиболее известным представителем растительных жгутиконосцев является эвглена ( 290), а также описанные выше колониальные формы.

 

 Подкласс Животные жгутиконосцы

 

Этот подкласс объединяет исключительно гетеротрофных жгутиковых. Различные представители подкласса ведут одиночный или колониальный образ жизни. Многие животные жгутиконосцы являются паразитами, в том числе и человека, вызывая ряд тяжелых заболеваний. По этой причине данный подкласс с медицинской точки зрения вызывает особый интерес. Наибольшее количество паразитов человека входит в отряды кинетоплас- тидных и многожгутиковых.

Отряд Кинетопластидные отличает присутствие у его представителей особой органеллы, расположенной вблизи базального тельца жгутика - кинетопласта. На самом деле он представляет собой крупную митохондрию с высоким содержанием ДНК.

Африканские трипаносомы1 являются возбудителями тяжелейшей сонной болезни. В зависимости от географического региона различают восточноафриканскую родезийскую и западноафриканскую гамбийскую трипаносомы. Переносчиком паразита являются кровососущие мухи цеце из рода глоссина, а природным

резервуаром - дикие копытные, в последнее время - прежде всего человек, а также домашние животные.

 

Для паразита характерен сложный цикл развития. Первая стадия проходит в пищеварительной системе мухи цеце, а вторая в крупном позвоночном животном или человеке. Со слюной мухи- переносчика при укусе патогенный микроорганизм попадает в кровь и лимфу человека, после чего поражается мозг. Симптомы вначале проявляются в виде слабой лихорадки, но затем появляется мышечная слабость, утомляемость, сонливость. Развивается глубокое истощение организма, сонливость сменяют продолжительные периоды коматозного состояния, в течение которых тело больного нередко охватывают судороги. Западноафриканский вариант сонной болезни может развиваться годами (до 10 лет) и без лечения обычно приводит к летальному исходу, хотя известны отдельные случаи спонтанного выздоровления. Восточноаф- риканский трипаносомоз развивается гораздо быстрее и заканчивается смертью уже на шестом месяце заболевания.

 

Болезнь, к сожалению, до сих пор распространена в странах тропической Африки (гамбийскими трипаносомами ежегодно заражаются около 10 000 людей, а родезийскими - 1500). Вакцины малоэффективны или неэффективны вовсе, поскольку паразит в ходе развития в организме человека изменяет свои антигенные свойства после каждого размножения. Однако в настоящее время найдены относительно эффективные медикаментозные средства, позволившие в значительной мере понизить смертность.

В Южной и Северной Америке встречается американский трипаносомоз, называемый болезнью Чагаса. Возбудитель поражает сначала макрофаги, а затем поперечнополосатую мышечную ткань (в том числе и кардиомиоциты) или нейроглии мозга, где теряет жгутики и размножается. Описаны случаи обнаружения паразита в селезенке и печени человека. Течение болезни сопровождается слабостью и высокой температурой, у детей она часто заканчивается смертью. Переносчиками являются триатомовые клопы, которых еще называют «поцелуйными клопами» за их склонность пить кровь, прокусывая кожу губ. В кишечнике клопа трипаносомы размножаются и становятся инвазионными (способными инфицировать человека). Испражняясь на коже, клопы оставляют в фекалиях многочисленных паразитов, которые через мелкие повреждения кожи проникают в кровь и разносятся по организму человека.

 

Кроме человека, некоторые трипаносомы могут вызывать заболевания у верблюдов и рогатого скота. Эти паразиты попадают в организм животных через мух-кровососов. А вот заражение лошадей трипаносомами происходит половым путем, вследствие чего заболевание получило название «случной болезни».

 

Среди патогенных для человека кинетопластидных важная роль принадлежит лейшманиям, получившим родовое название в честь английского врача У. Лейшмана, который одним из первых описал этих паразитов. Они имеют сложные циклы развития и переносятся кровососущими насекомыми (москитами). Лейшмании являются внутриклеточными паразитами, поражающими систему мононукле- арных фагоцитов. Внутри клеток (прежде всего, моноцитов крови и тканевых макрофагов) паразит находится в амастиготном состоянии (т.е. без жгутиков), но в организме москита или на питательной среде у него образуются жгутики. В зависимости от локализации, лейш- маниозы человека бывают двух типов - дерматотропные (поражающие кожу) и висцеротропные (поражающие внутренние органы).

 

Дерматотропный (или кожный) лейшманиоз распространен в странах Европы, Азии и Америки с субтропическим климатом. Болезнь еще называют восточной или пендинской язвой (пендин- кой), или болезнью Боровского (по имени отечественного врача П.Ф.Боровского, первым описавшего лейшмании (1898). Язва развивается на месте укуса москита, обычно на открытых частях тела, после инкубационного периода. Этот период может составлять от одной недели (при лейшманиозе сельского типа) до восьми месяцев (городского типа), при этом отсутствуют какие-либо симптомы. Затем появляется небольшой узелок, который растет и изъязвляется. Язва может сохраняться до двух лет, после чего заживает, оставив на своем месте рубец соответствующего размера.

Бразильский слизисто-кожный лейшманиоз поражает слизистые оболочки носоглотки, гортани, мягкого нёба и половых органов, куда возбудитель поступает с кровотоком. К этому возбудителю организм вырабатывает надежный иммунитет, поэтому повторное заболевание не происходит.

 

Висцеротропный (или висцеральный) лейшманиоз развивается во внутренних органах (селезенке, печени, костном мозге), поэтому протекает более тяжело. Инкубационный период от 10 дней до года. Болезнь сопровождается общей слабостью, повышается температура тела, увеличиваются печень и селезенка, развивается малокровие и истощение организма. Кожа приобретает восковой или темный цвет, из-за чего это заболевание в Средней Азии еще называется «кала-азар» - черная болезнь. При отсутствии лечения может наступить смерть.

 

Отряд Многожгутиковые составляют исключительно паразитические микроорганизмы, все они обладают несколькими жгутиками. Паразитами человека являются трихомонады и лямблии. Распространенный повсеместно влагалищный трихомоноз вызывает влагалищная трихомонада. Паразит вызывает воспаление женских и мужских половых органов. Также известна кишечная трихомона- да, которая обитает в толстой кишке и питается бактериями. Поскольку патогенное воздействие этого простейшего на организм человека до сих пор не выявлено, нет оснований считать его паразитом. Зато совершенно очевидным паразитом является лямблия, возбудитель лямблиоза. Это простейшее получило название в честь профессора Харьковского университета Д. Ф. Лямбля, открывшего его в 1859 г. Микроорганизм имеет выраженную двустороннюю симметрию, два ядра и восемь жгутиков. Наличие на брюшной стороне тела присоски позволяет лямблии прикрепляться к эпителиальной выстилке тонкой кишки. Микроорганизм обычно заселяет верхние отделы тонкой кишки, прежде всего двенадцатиперстную кишку, и поглощает пищу из химуса. Интенсивное размножение паразита приводит к тому, что значительная часть поверхности слизистой оболочки оказывается покрытой слоем микроорганизмов, в результате чего нарушается всасывательная функция тонкой кишки. Заболевание чаще всего развивается у детей. Трофозоиды, оказавшиеся в толстой кишке, инцистируются и выводятся из организма с фекалиями.

 

 

 

 Смотрите также:

  

БОЛЕЗНИ, ВЫЗЫВАЕМЫЕ ЖГУТИКОНОСЦАМИ.Жгутиконосцы

Жгутиконосцы — обширная и разнообразная группа простейших, передвигающихся с помощью жгутиков, число которых достигает от 1 до 8 и более. Жгутик берет начало в теле паразита от базальной гранулы.

 

Кровяные жгутиконосцы

Возбудителями являются жгутиконосцы из рода Cryptobia ( = Trypanoplasma) и Trypanosoma. Это мелкие, бесцветные паразиты с удлиненным телом. У представителей рода Trypanosoma имеется один жгутик, который идет по краю тела...

 

Криптобиоз жабр - жгутиконосец

Возбудителем является жгутиконосец Crypto- Dia branchialis ( 24, а) длиной 14—23 мкм. Тело вытянутое, расширенное на переднем конце и заостренное на заднем с двумя жгутиками. Передний жгутик свободный,