 |
Значение простейших в природе и жизни человека
|
|
|
|
Значение простейших в природе и жизни человека
Простейшие, обитающие в океанах, пресных водах, почве и высших организмах, занимают важнейшее место в круговороте веществ в биосфере. В водной среде простейшие - основа планктона, используемая в пищу другими более крупными животными. Из скелетов простейших: фораминифер, радиолярий и панцирных жгутиконосцев - кокколитофорид образуются мощные пласты осадочных пород. Многие водные простейшие - седиментаторы, питающиеся взвешенными органическими частицами и бактериями, играют существенную роль в биологической очистке вод. Почвенные амебы, инфузории и жгутиконосцы - важное звено почвенной фауны: они принимают участие в почвообразовании. Ряд видов простейших составляют полезную группу симбионтов высших
Морфоэкологическая радиация простейших: 1 - жгутиконосец, 2 - инфузория, 3 - радиолярия, 4 - раковинная амеба, 5 - фораминифера, 6 - амеба, 7 - сувойка, 8 - инфузория, 9 - лептомонас, 10 - кишечная амеба, 11, 12 - различные паразитические простейшие
животных, улучшают пищеварение и обменные процессы в организме. Например, малоресничные инфузории в рубце у жвачных, а жгутиковые в кишечнике термитов помогают хозяину переваривать клетчатку. Паразитические простейшие в природе представляют важный фактор естественного отбора, регулирующий численность других видов животных и растений.
Однако в жизни человека простейшие могут приносить не только пользу, но и большой вред.
В организме человека паразитируют около 30 видов простейших, некоторые из них вызывают опасные протозойные заболевания: амебиаз, трипаносомозы, лейшманиозы, лямблиоз, трихомониаз, малярию, токсоплазмоз, балантидиаз (таблица 3). Возбудители этих заболеваний относятся к различным типам простейших: Entamoeba histolytica - дизентерийная амеба из подтипа Sarcodina, трипаносома Trypanosoma gambiense - возбудитель сонной болезни и виды лейшмания Leishmania, вызывающие пендинскую язву и кала-азар, а также лямблия Lamblia intestinalis, трихомонас Trichomonas hominis - из подтипа Mastigophora; малярийный плазмодий - Plasmodium vivax и токсоплазма - Toxoplasma gondii из типа апикомплекс; балантидий Balanthidium - из типа Сiliophora.
|
|
|
В борьбе с указанными заболеваниями наиболее существенная роль отводится профилактике, которая базируется на знании жизненных циклов патогенных простейших. Так, в борьбе с протозойными заболеваниями, с кишечной инвазией (амебиаз, лямблиоз, токсоплазмоз, балантидиаз) важно соблюдение гигиены питания. Профилактика трансмиссивных заболеваний (малярия, трипаносомозы, лейшманиозы) предполагает борьбу с переносчиками возбудителя и предохранительные меры от укусов кровососущими насекомыми.
К наиболее опасным протозойным заболеваниям домашних животных (птиц, млекопитающих) относятся: трипаносомозы, лейшманиозы, кокцидиозы, токсоплазмоз, пироплазмоз, балантидиаз. Шелководству и пчеловодству наносят ущерб микроспоридии, а рыбоводству - миксоспоридии.
В последнее время все шире используются простейшие для биотехнологии. Разводят инфузорий на корм малькам ценных пород рыб на рыбозаводах. Простейших используют в системе очистки вод в больших городах, для чего содержат культуры нескольких видов инфузорий, жгутиковых, питающихся бактериями и органикой. При рекультивации почв наряду с искусственным заселением их почвенными животными вносят культуру почвенных простейших для активизации почвообразования.
Имеется опыт разведения паразитических простейших для микробиологической борьбы с вредными насекомыми.
Простейших используют для биоиндикации степени органического загрязнения водоемов, так как многие виды жгутиконосцев, инфузорий тонко реагируют на содержание органики в воде. По составу видов простейших можно судить об эвтрофности водоемов, т. е. об их органическом загрязнении.
|
|
|
20. Конъюгация у инфузорий
Размножение – бесполое (поперечное деление клетки надвое), которое чередуется с половым процессом. В последнее время ряд авторов называют этот половой процесс, встречающийся только у инфузорий, примитивной формой полового размножения типа конъюгации. При бесполом размножении микронуклеус делится митозом, макронуклеус – амитозом. Конъюгация инфузорий-туфелек – сложный процесс, продолжающийся несколько часов. В конъюгации можно выделить следующие этапы.
1. Соединение двух инфузорий (конъюгантов) друг с другом перистомальными областями с образованием в месте контакта цитоплазматического мостика, соединяющего обе инфузории.
2. Демонтаж макронуклеусов, деление микронуклеусов мейозом с образованием четырех гаплоидных ядер.
3. Разрушение трех гаплоидных ядер, деление четвертого митозом. Из двух образовавшихся гаплоидных ядер, одно останется на месте, второе переместится по цитоплазматическому мостику в другую инфузорию. Первое ядро условно называют женским, второе – мужским.
4. Обмен мужскими ядрами, следствием которого является перекомбинация генетической информации.
5. Слияние мужского и женского ядер собразованием диплоидного синкариона, расхождение инфузорий. После расхождения инфузории называют эксконъюгантами.
6. Деление синкариона три раза митозом, образование восьми диплоидных ядер, из которых четыре являются микронуклеусами, четыре – будущими макронуклеусами.
7. Демонтаж трех микронуклеусов, образование инфузории с пятью ядрами: одно – микронуклеус (диплоидный), четыре – макронуклеусы, тоже диплоидные.
8. Деление каждого из эксконъюгантов надвое, причем генеративные ядра делятся митозом, а макронуклеусы расходятся попарно в дочерние клетки. Образование четырех дочерних инфузорий, каждая из которых имеет один микронуклеус и два макронуклеуса.
9. Деление каждой из четырех дочерних инфузорий надвое, вновь микронуклеусы делятся митозом, а макронуклеусы расходятся в дочерние инфузории. В итоге из одной материнской инфузории образуются четыре дочерних инфузории, в каждой из которых один макронуклеус и один микронуклеус. Микронуклеус остается диплоидным. Макронуклеус становится полиплоидным, поскольку перед каждым из расхождений в нем реплицируется ДНК.
|
|
|
Половой процесс инфузорий - конъюгация. В ходе конъюгации макронуклеос распадается, а микронуклеос проходит сложный цикл созревания. Половой процесс состоит в том, что две особи разного полового типа сближаются и прикладываются друг к другу теми поверхностями тела, на которых находится рот. Макронуклеосы распадаются, а микронуклеосы претерпевают мейотическое деление, так что в каждой инфузории образуется по четыре гаплоидных ядра. Три из них дегенерируют, остается по одному, каждое из которых делится затем митотически. Образуется по два гаплоидных ядра, одно из этих идентичных ядер остается в клетке, а другое через область рта переходит в другую особь и сливается с ее гаплоидным ядром. Таким образом, при конъюгации происходит как бы взаимное оплодотворение, а оба новых диплоидных ядра идентичны. Затем инфузории расходятся, макронуклеосы восстанавливаются. Следует заметить, что в данном случае размножения как такового не происходит (увеличения числа особей не наблюдается), а происходит обновление генетического материала.
У инфузорий имеется еще одна особенность - передача наследственной информации не через хромосомы ядра, а через цитоплазму (цитоплазматическая наследственность).
Смысл конъюгации в правильном делении набора хромосом между двумя клетками, когда гомологичные хромосомы образуют перед делением пары. При половом размножении каждая соматическая клетка содержит двойной набор хромосом: из " отцовского" и " материнского" организмов. Если бы конъюгации не было, то половые клетки получали бы не равноценные половинные наборы исходного генома, а случайную комбинацию, как это происходит при образовании половых клеток у стерильных гибридов
|
|
|
