1. Моя освіта – реферати, конспекти, доповіді
  2. Біологія
  3. Одноклітинні організми — будова, форми і ознаки

Одноклітинні організми — будова, форми і ознаки

Клітиною називають найменшу одиницю живої істоти. Будь-яке життя, будь це бактерія або людина, складається з цих елементарних блоків.

Одноклітинні організми складають значну частину всієї біомаси на землі і присутні повсюдно у величезній різноманітності. У більшості випадків це найпростіші гриби, рослини і тварини, влаштовані майже так само, як перші живі істоти на планеті.

Відкриття одноклітинних

Близько 3 тисяч років тому великий давньогрецький цілитель Гіппократ припустив, що інфекційні захворювання викликаються живими мікроорганізмами. Але людським оком їх виявити було неможливо до кінця XVII століття. Першим, хто відкрив одноклітинні організми, став Антоніо Левенгук, власник магазину оптики, що мав великий навик в обробці лінз. Майже півтисячоліття тому наука зробила величезний крок вперед з винаходом їм мікроскопа.

Левенгук захопився вивченням зразків через кулясту лінзу при яскравому денному світлі, і в один день 1674 року, розглядаючи краплю води зі ставка, він помітив рухливі частинки. Це було перше документальне свідчення спостереження мікросвіту, недоступного для виявлення неозброєним оком. Попри те що Левенгук ніколи офіційно не публікував свої висновки в монографіях або книгах, він повідомив про відкриття в численних листах голландською мовою, адресованих Королівському суспільству в Англії. Листування збереглася в архіві Лондона. Деякі факти про відкриття Левенгука:

17 вересня 1676 року — точний день, коли він повідомив про існування бактерій.
Голландський дослідник був першою людиною, яка визначила розміри спостережуваних мікроорганізмів.

З відкриттям живої клітини пов’язують ще одне ім’я – Роберта Гука, автора знаменитого закону, відомого винахідника і ерудита. У 1664 році 29-річний вчений отримав замовлення від наукової спільноти на публікацію праці «Мікрографія, або деякі описи тіл, зроблені за допомогою спостережень через лупу, і дослідження, з цим пов’язані». Озброївшись складним багатолінзовим мікроскопом, Гук вивчив шматочок пробки і визначив, що її тканина Побудована з окремих елементів, які він назвав клітинами.

Через деякий час після виявлення крихітних істот виявилося, що накопичений список одноклітинних організмів несподівано великий, вимагає глибокого вивчення і систематики. Так народилася наука, присвячена дослідженню і опису одноклітинних. Завдяки подальшому прогресу мікробіології людству вдалося вирішити дві важливі загадки:

  • відтворення життя;
  • природи інфекційних захворювань.

Визначення та опис

До кінця 1830 — х років ботанік Маттіас Шлейден і зоолог Теодор Шванн запропонували єдину клітинну теорію, в її основі було твердження, що всі живі істоти складаються з однієї або декількох одиниць життя-клітин. Відповідно до теорії, нові організми виникають тільки з уже існуючих шляхом клітинного поділу. Загадка виникнення самого життя досі не вирішена, але відомо, що першими істотами на планеті були одноклітинні, що володіють рядом характерних для всіх представників флори і фауни ознаками. Це:

  • Першими істотами на планеті були одноклітинні,
  • Складна організація. Наділені внутрішньоклітинними структурами, що виконують роздільні функції.
  • Зростання. З моменту появи збільшуються в розмірах.
  • Розмноження. Мають здатність до відтворення і передачі генетичного матеріалу потомству.
  • Реакція на зовнішнє середовище. Фіксують подразники і відповідають діями на зміни температури, освітленості, тактильні контакти, хімічний склад середовища і так далі.

Попри те що одноклітинні володіють усіма ознаками живих істот, їх не можна поставити в один ряд з вірусами. Останні не вважаються організмами. Вони є носіями генетичного матеріалу і мають деякі інші біологічні характеристики, але є цілий ряд причин, за якими їх не відносять до одноклітинних і навіть, згідно з багатьма авторитетними оцінками, до форм життя взагалі, оскільки віруси:

  • не ростуть;
  • не мають обміну речовин;
  • нездатні до самостійного відтворення.

До 1969 р біологи класифікували життя на царства (від двох до шести). З 1990 р вчені домовилися про тридоменной систематизації з бактерій, архей і еукаріотів, в якій лише останні включають в себе як одноклітинні, так і багатоклітинні організми. Більшість фахівців зараз використовують цю таксономію.

Доядерні форми

Прокаріоти – найпростіші вільноживучі клітини. Вони володіють власним метаболізмом, здатністю до росту і розмноження, але їх дорогоцінний генетичний матеріал плаває вільно в рідині і не укладений в ядро із захисною оболонкою. Крім того, для них характерно розмноження безстатевим шляхом подвоєння і поділу клітинного матеріалу.

Мають можливість використовувати широкий спектр органіки і неорганіки в обміні речовин, в тому числі сірки, целюлози, аміаку і нітритів. Одна з відмінностей між примітивними і ядерними елементарними організмами — це в яких середовищах мешкають одноклітинні. Прокаріоти поширені повсюдно і здатні існувати в самих екстремальних умовах. Всі їхні клітини мають такі загальні чотири елементи:

  • Плазмова мембрана. Зовнішнє покриття, що відокремлює організм від навколишнього середовища.
  • Цитоплазма. Желеподібна маса всередині, що містить інші компоненти.
  • ДНК. Генетичний матеріал.
  • Рибосоми. Відповідальні за синтез білка органели.

Багато з прокаріотів укладені в полісахаридну капсулу. Така оболонка служить додатковим шаром захисту, допомагаючи зберігати форму і запобігаючи зневоднення. Капсула також дозволяє прикріпитися до будь-якої поверхні в навколишньому середовищі.

Деякі прокаріоти наділені джгутиками, використовуваними для пересування. Паразитичні форми наділені фімбріями (бахромою) для прикріплення до клітини-господаря.

Царство бактерій

Бактерії – одні з найпоширеніших одноклітинних організмів на Землі. За деякими оцінками, людське тіло є домом для 100 трильйонів таких істот. Типові розміри бактерій-кілька тисячних часток міліметра в поперечнику. Незважаючи на те що велика їх частина відноситься до паразитів, багато видів вкрай корисні і важливі для сільського господарства і харчової промисловості.

Царство бактерій дуже різноманітно, класифікуються вони безліччю ознак. Узагальнено їх можна звести в дві великі категорії по харчуванню:

  • Автотрофні. Здатні синтезувати їжу з неорганічних речовин. Цей тип використовує вуглекислий газ для отримання вуглецю. Одні з них застосовують фотосинтез, інші харчуються неорганікою без допомоги сонячного світла.
  • Гетеротрофні. Тип бактерій, що витягують енергію тільки з органічних сполук.

Гетеротрофи або секретують ферменти, необхідні для процесу гниття, або отримують енергію з тканин інших живих істот. Серед останніх-не тільки хижаки і паразити, а й прокаріоти, здатні до встановлення симбіотичних відносин з господарем.
Відповідно до вимог до газоподібного середовища бактерій ділять на аеробні та анаеробні. Перші можуть жити і розмножуватися тільки в присутності кисню, на відміну від анаеробів, які в ньому не потребують.

Прокаріоти археї

Археї, як правило, схожі за зовнішнім виглядом на бактерій. З цієї причини їх класифікували раніше в один таксон. Останні дослідження показали, що вони еволюціонували окремо від бактерій і філогенетично схожі більше на еукаріот. Деякі археї комфортно себе почувають в самих біологічно негостинних для проживання середовищах на Землі, що імітують жорсткі умови, які були на планеті в перший час її існування.

Глибоководні гідротермальні джерела, Мертве море, соляні і кислотні озера — до відкриття екстремофільних архей такі середовища вважалися неприйнятними для будь-яких форм життя. Ці організми виявлені також на шкірі і в травному тракті людини. Є кілька ознак, що відокремлюють архей від інших одноклітинних організмів:

  • Клітинна мембрана складається з розгалужених вуглеводневих ланцюгів, на відміну від бактерій і еукаріотів, чиї оболонки скріплені гліцерином за допомогою ефірних зв’язків.
    Не реагують на антибіотики, що вражають бактерії, але схильні до впливу речовин, що пригнічують еукаріот.
  • Містять РНК, специфічну тільки для цієї групи організмів.

Надцарство еукаріот

За визначенням, еукаріотичні клітини містять справжнє ядро, оточене оболонкою. Ця структурна особливість не присутня у бактерій і архей. На додаток до цієї ознаки еукаріоти характеризуються численними органелами, такими як апарат Гольджі, мітохондрії, вакуолі для харчування і виділення, іншими складними утвореннями. Всі ці структури стабілізовані в цитоскелеті, що бере участь у відправці сигналів з однієї частини клітини в іншу. Світ еукаріот дуже різноманітний, головна класифікація заснована на царствах, до яких вони належать, і виглядає так:

  • Рослина. Унікальні серед еукаріот з кількох причин. Їх відносно товста клітинна стінка складається в основному з целюлози. Для одноклітинних цієї групи характерна наявність великої скорочувальної вакуолі, що управляє плавучістю. Рослинні клітини містять органели, звані хлоропласти з молекулами хлорофілу. Завдяки такій якості рослини отримують енергію з сонячного світла, вуглекислого газу і води. Приклад-одноклітинні зелені водорості.
  • Гриб. До них відносять організми з підцарства найпростіших грибів і дріжджі. Клітинна стінка складається з хітину (основна речовина екзоскелету комах). Характерна особливість будови найпростіших грибів-багатоядерність деяких видів і наявність перегородок в клітинах з отворами для проходження органоїдів і цитоплазми.
  • Тварина. Клітинні стінки відсутні, організми укладені тільки в плазматичну мембрану. Це дає їм можливість купувати різні форми, дозволяє харчуватися за допомогою фагоцитозу. Не мають хлоропластів, містять кілька маленьких замість однієї великої вакуолі. Характерні представники-амеби і корненожки.
  • Протисти (назва походить від давньогрецького слова, що означає «найперші»). Здатні самостійно пересуватися і харчуватися, перетравлюючи їжу в вакуолях. Деякі мають безліч війок, що наділяють їх рухливістю, інші здатні перетікати або утворювати ложноножки. У цю групу внесені всі організми, що не входять в перші три. Різноманітність протистов можна оцінити по несхожості і екзотичності таких відомих представників, як інфузорія-туфелька і Евглена звичайна.

Еукаріоти являють собою складні структури з безліччю органел. Таке внутрішній устрій потребує просторі, тому еукаріотичні одноклітинні на порядок більше в розмірах, ніж прокаріоти. Одна з головних характерних рис в будові — наявність мітохондрій (органел з набором найважливіших метаболічних функцій). Кожна еукаріотична клітина вміщує від однієї до декількох тисяч мітохондрій, в залежності від рівня споживання енергії.

Еволюційна роль

Хоча походження життя досі загадка, але факт полягає в тому, що примітивні протоклітини були попередниками сучасних організмів. Рання Земля існувала протягом багатьох мільйонів років без атмосферного кисню. До найдавніших істот відносять анаеробних бактерій і архей, які не потребують O2. Замість нього ці організми використовували в своєму метаболізмі водень, сірку та інші речовини. Здійснювані ними реакції стали ключовими елементами багатьох хімічних циклів на планеті, в тому числі азотних і вуглеводних.

Велика частина енергії, що акумулюється біосферою, – Сонячна. Її перетворення в органічні матеріали відбувається за рахунок фотосинтезу.

Перші фотосинтезуючі бактерії з’явилися близько 3,5 млрд років тому, зробивши революцію в атмосфері. Виробництво ними кисню викликало появу еукаріотичних клітин, які через деякий час зайняли домінуюче положення в біосфері Землі. Подальший еволюційний стрибок подібних масштабів пов’язаний з ще однією загадкою для вчених-походженням багатоклітинності у мікроскопічних тварин.

ПОДІЛИТИСЯ: