Инфузории

Инфузорий можно найти и непосредственно в пробах воды, взятой из пруда, болотца или канавы, но гораздо больше материала для наблюдений будет у нас, если заблаговременно — дней за 10—15 — приготовить искусственную культуру для разведения инфузорий, обеспечив их питательным материалом.

Пищей для инфузорий в таких культурах служат мельчайшие сенные бактерии, которые в огромном количестве размножаются в отваре, приготовленном из сена. Когда к такому сенному отвару, разбавленному водой и постоявшему несколько дней в открытой банке, мы прильем прудовой или болотпой воды, в которой живут инфузории, то благодаря обилию корма инфузории там очень быстро начнут размножаться и через неделю их легко будет найти в каждой капле, помещенной на предметное стекло. Остается наложить на эту каплю тонкое покровное стекло, а затем рассмотреть ее под микроскопом.

Всего чаще в таких сенных культурах попадаются продолговатые инфузории-туфельки, или парамеции, которые быстро проносятся через поле зрения микроскопа. Лучше их можно рассмотреть тогда, когда они натыкаются в воде на какое-нибудь препятствие, поэтому полезно, перед тем как накладывать покровное стекло, поместить в воду несколько зеленых ниточек водорослей или растрепанный на отдельные волоски крошечный клочок ваты.

Тело инфузории-туфельки состоит из одной клетки, имеющей, однако, очень сложное строение (рис. 27). Главная масса тела состоит из протоплазмы; внутри нее находится округлое ядро и возле него еще второе, малое ядро. В протоплазме инфузории можно отличить два слоя: наружный, имеющий волокнистое строение, и внутренний, более жидкий. Снаружи тело инфузории одето слоем более плотной

А — в пробирке с молочным раствором; Б — та же пробирка при рассматривании в ручную лупу:              В              —              туфельки              под              малым

увеличением микроскопа; Г — туфелька под большим увеличением микроскопа.

Когда кислота дойдет до тела инфузории, оно отвечает на это выбрасыванием трихо- цист (в дальнейшем действие кислоты убивает инфузорий).

При наблюдении живых инфузорий под микроскопом они быстро проносятся через поле зрения, и, чтобы их рассмотреть, нам приходится искусственно задерживать их передвижение. Однако не следует забывать, что быстрота двцжений инфузорий только кажущаяся: ведь если мы рассматриваем инфузорий при увеличении, скажем, в 100 раз, то в 100 раз будут увеличены не только размеры самой инфузории, но и истинная длина пути, который она прошла в одну секунду времени, а это значит, что в действительности она передвигается в 100 раз медленнее, чем это представляется нашему «вооруженному» глазу.

Снаружи на теле инфузории-туфельки можно рассмотреть продолговатую выемку. Это ротовая впадина, ведущая в глоточный канал, который имеет вид узкой воронки и оканчивается в протоплазме. Движение ресничек, покрывающих края ротовой впадины, загоняет в глотку

протоплазмы и поэтому сохраняет определенную форму, характерную для всех инфузорий данного вида.

Инфузория плавает благодаря движению многочисленных мелких ресничек, покрывающих со всех сторон ее тело и действующих, как тысячи мелких весел. Все эти реснички двигаются — «мерцают», сгибаясь в одну сторону, подобно тому как волнуется хлебное поле от пробегающего ветра.

Если слетка надавить на покровное стекло, то иногда удается наблюдать, как под действием механического раздражения из тела инфузории выступают длинные тонкие нити — трихоцисты (рис. 28). Они, по-видимому, ядовиты и служат для нее средством защиты.

Более верным способом заставить инфузорию «выстрелить» своими трихоцистами является химическое раздражение. Чтобы его вызвать, у края покровного стекла помещают каплю разбавленной уксусной кислоты, а с противоположного края начинают отсасывать воду кусочком фильтровальной бумаги (или «промокашки»).

Рис.

А — часть окрашенного среза через парамецию при большом увеличении (по краю тела залегают многочисленные трихоцисты): Б — нормальная и «выстреленная» трихоциста при большом увеличении^

инфузории бактерии и мелкие органические остатки, которыми она питается. Среди протоплазмы видны кое-где пузырьки с мелкими комочками или крупинками внутри — это пищеварительные вакуоли, то есть пузырьки, образовавшиеся вокруг заглоченных через рот пищевых частиц. Они медленно продвигаются в протоплазме, пища в них изменяется и переваривается, а остатки выбрасываются через порошицу — особое «заднепроходное» отверстие, которое имеется в оболочке, покрывающей тело (его увидеть трудно).

Если в каплю воды с инфузориями добавить разведенного в воде акварельного кармина или хотя бы мелко растертого в ступке древесного угля, можно наблюдать, как инфузории заглатывают частицы такой взвеси и как образовавшаяся пищеварительная вакуоля продвигается в их теле.

Кроме того, у инфузории-туфельки имеется два особых пузырька с лучеобразно расположенными вокруг них узкими канальцами, через которые в пузырек поступает водянистая жидкость и которые придают всему этому органоиду звездчатую форму. Один из таких пузырьков расположен ближе к переднему концу тела, другой — ближе к заднему. Величина их изменяется: накопившаяся жидкость выливается наружу и пузырек исчезает, но затем на том же месте появляется и растет новое скопление жидкости. Эти сократительные пузырьки (вакуоли) играют роль органов выделения. Через них удаляются из тела не только продукты распада, но и избыток воды, постоянно проникающей из внешней среды; благодаря этому в протоплазме сохраняется определенная, необходимая для нее концентрация солей (у инфузорий, живущих в морской воде, сократительных вакуолей не наблюдается),

Особых приспособлений для дыхания у инфузорий нет.

При обилии пищи инфузории быстро размножаются. Размножение происходит путем деления: оба ядра (большое и

Рис. 29. Схема деления туфельки: — ротовая              впадина; — большое ядро; з — малое ядро; 4 — сократительная вакуоля.

малое) вытягиваются в длину и на них образу- 1 ются перетяжки; тело одновременно также начинает перетягиваться, з и затем обе половинки вместе с половийками ядер разделяются перегородкой (рис. 29).

Вскоре обе половинки расходятся и начинают жить самостоятельно.

При благоприятных условиях инфузории могут долгое время размножаться путем таких последовательных делений, образуя сотни и тысячи сменяющихся поколений. Однако рано или поздно — вероятно, при ухудшении условий — в их физиологическом состоянии наступают изменения, вызывающие у них своеобразно выраженную форму полового размножения. Две встретившиеся инфузории прижимаются друг к другу, соприкасаясь своими ротовыми впадинами, и тогда в их теле происходит очень сложная перестройка всего ядерного аппарата: большие ядра разрушаются, малые несколько раз делятся, частично также разрушаются и от них у каждой инфузории остается по два половых ядра. Одно из них — «женское» — остается на месте, а другое — «мужское» — переходит в тело другой инфузории (через образующийся между ними плазматический мостик) и там сливается с ее «женским» ядром (рис. 30).

Такая форма полового процесса у простейших, когда две клетки не сливаются в одну, а взаимно обмениваются частями своих ядер, называется конъюгацией. После конъюгации инфузории расходятся, у них восстанавливается их нормальное строение, и тогда они снова начинают размножаться делением.

То, что наблюдается при конъюгации инфузорий, в значительной мере напоминает нам оплодотворение яйцеклетки: и там и здесь мы видим слияние ядерного

Рис.

— начало конъюгации; каждая инфузория имеет и большое и малое ядра (макронуклеус и микронуклеус), микронуклеусы на схеме условно помечены темной н светлой окраской; 2 — макронуклеусы разрушаются; в— микронуклеусы дважды делятся, но из 4 дочерних ядер каждой инфузории 3 обречены на распад — они изображены перечеркнутыми (редукционное деление); 4 — у обеих инфузорий осталось по одному микронуклеусу; 5 — микронуклеусы делятся, причем одно дочернее ядро («женское» ) остается на месте, а другое («мужское» ) переходит в другую особь; 6 и 7 — мужские ядра встречаются с женскими и сливаются с ними; 8 — у инфузории образуются новые макронуклеусы и ¦ обе особи расходятся.

ской исследовательнице Михельсон удалось увидеть цисты парамеций. Оказалось, что они имеют угловатую форму и по внешности похожи на мельчайшие песчинки, почему на них и не обратили внимания прежпие наблюдатели.

Другие инфузории. Кроме парамеций, или туфелек, в прудовой воде живет много других видов инфузорий.

По нитям водорослей и по другим подводным предметам медленно передвигается сравнительно крупная хищная ще- тйнорожка, или стилонихия, поедающая других инфузорий. Тело у нее имеет приплюснутую форму, и на ее брюшной поверхности, где расположено ротовое отверстие, реснички видоизменены в довольно толстые щетинки, при помощи которых стилонихия ползает, точно на коротких ножках (рис. 31).

Кроме свободноплавающих и ползающих инфузорий, есть в наших прудах инфузории сидячие, ирекренляющиеся к водным растениям, к камням и другим предметам. Таковы сувойки, иногда образующие на подводных предметах целые заросли. Тело сувойки имеет форму колокольчика, сидящего на длинном стебельке (рис. 31.) Реснички у сувойки имеются

alt="" /> вещества, происходящего из двух различных клеток.

При наступлении неблагоприятных условий (например, при высыхании водоема) многие инфузории одеваются более плотной оболочкой — цистой — и в таком виде способны оставаться долгое время в состоянии «скрытой жизни». Одетую цистой инфузорию вместе с пылью может подхватить ветер и отнести ее в какой-нибудь другой водоем. Там она освободится от своей скорлупы и снова начнет вести деятельную жизнь.

Любопытно, что образования цист (ин- цистирования) долгое время не удавалось обнаружить как раз у наиболее общеизвестных и, казалось бы, особенно хорошо изученных инфузорий — парамеций, которые с этой стороны казались каким-то непонятным исключением среди других инфузорий. И только в недавние годы рус

только по краю колокольчика, и движение их вызывает маленький водоворот, пригоняющий к ротовому отверстию разные мелкие частицы, которые могут служить пищей (отсюда и название инфузории, так как в северных районах нашей страны слово «сувой» означает водоворот). Время от времени стебельки сувоек быстро сокращаются, принимая форму спирали, а затем выпрямляются снова. Таким движением сувойка, во-первых, может избавить^ ся от опасности и, во-вторых, размешивает и обновляет вокруг себя воду.

Прп размножении тело сувойки делится продольно, так что на стебельке оказываются две клетки; затем одна из них отделяется и уплывает при помощи ресничек, которые к этому времени образуются у нее на заднем конце. Наконец она спускается на какой-нибудь предмет и на заднем конце ее вырастает стебелек. Так происходит расселение сувоек по водоему.

Сидячий образ жизни ведет отчасти и стентор, или трубач, — крупная инфузория, получившая свое название за сходство с трубой из духового оркестра (рис. 32).

Кроме водоемов, инфузории в большом количестве были обнаружены и во влажных почвах.

Немало среди инфузорий и паразитических форм, живущих в теле других животных. Есть инфузории, паразитирующие в кишечнике человека и вызывающие опасные заболевания. Особенно много инфузорий живет в пищеварительных органах травоядных млекопитающих (рис. 33): так, общий вес инфузорий, населяющих рубец быка, то есть тот отдел его желудка, где корм подвергается брожению, достигает 3 кг. Однако эти инфузории не только не причиняют вреда здоровью травоядных животных, но, по-видимому, способствуют перевариванию грубых растительных кормов.

Опалины и их место в системе. В самом заднем конце кишечника лягушки обитают довольно крупные одноклеточные организмы — опалины, представляющие собой благодатный объект для непосредственных наблюдений: размеры их достигают 1 мм, и потому их можно заметить даже невооруженным глазом и рассмотреть (правда, лишь в общих чертах) при помощи лупы (рис. 34). Чтобы добыть опалин, нужно у вскрытой лягушки вырезать прямую кишку вместе с клоакой, положить ее на лабораторное «часовое стекло» или маленькое блюдечко, а затем выдавить содержимое этого отрезка и разбавить его несколькими каплями физиологического раствора (в данном случае 1 г поваренной соли на 125 см3 воды): к существованию в пресной воде организм опалины не приспособлен.

А              Б

Рис. 34. Опалины:

А — целое животное; Б — деление опалины на две особи.

Помимо своих крупных размеров, опалины интересны еще рядом особенностей: присутствием большого числа ядер (в связи с относительно крупными размерами одноклеточного тела), отсутствием ротового отверстия (в связи с обитанием в кишечнике, где возможно осмотическое питание органическими растворами), а также отсутствием сократительных вакуолей, через которые у пресноводных инфузорий удаляется избыток воды.

До недавнего времени опалин причисляли к ресничным инфузориям, на которых они похожи по внешнему виду, однако современные протистологи (специалисты по простейшим) относят их в качестве особого отряда к другой группе простейших — к классу жгутиковых (см. далее стр. 43).