Wimpertier. Ciliaten – Ziliarparasiten im menschlichen Körper, Infektion und Behandlung. Reproduktion des „Wimpernschuhs“

Abstrakt:

Zum Thema: Ciliatenschuh

Abgeschlossen von: Studentin im 1. Jahr Davletkulova A.R.

Geprüft von: Satarov V.N.

Ufa-2012

1 Ciliaten-Pantoffel

2 Kernfunktionen

3 Bewegung

4 Ernährung und Verdauung

5 Atmung, Ausscheidung, Osmoregulation

6 Reproduktion

1.Ciliatenschuh

Ciliatenschuh, Paramecium caudatus(lat. Paramecium caudatum) ist eine Wimpertierart der Gattung Paramecium, Teil einer Gruppe von Organismen, die Protozoen genannt werden, ein einzelliger Organismus. Normalerweise werden auch andere Arten der Gattung Paramecium als Pantoffelwimper bezeichnet. Wasserlebensraum, der in Süßwasser vorkommt. Seinen Namen verdankt der Organismus seiner permanenten Körperform, die einer Schuhsohle ähnelt.

Der Lebensraum des Flimmerschuhs ist jedes Süßwassergewässer mit stehendem Wasser und dem Vorhandensein zersetzender organischer Substanzen im Wasser. Der Nachweis kann auch im Aquarium erfolgen, indem Wasserproben mit Schlamm entnommen und unter dem Mikroskop untersucht werden.

Die Größen verschiedener Schuhtypen liegen zwischen 0,1 und 0,6 mm, Paramecium caudate beträgt normalerweise etwa 0,2 bis 0,3 mm. Die Körperform ähnelt einer Schuhsohle. Die äußere dichte Zytoplasmaschicht (Pellikel) umfasst flache Membranzisternen (Alveolen), Mikrotubuli und andere Zytoskelettelemente, die sich unter der Außenmembran befinden.

Auf der Oberfläche der Zelle befinden sich Zilien hauptsächlich in Längsreihen, deren Anzahl zwischen 10 und 15.000 liegt. An der Basis jedes Ziliens befindet sich ein Basalkörper und daneben ein zweiter das Cilium weicht nicht ab. Mit den Basalkörpern von Ciliaten ist die Infraciliation verbunden, ein komplexes Zytoskelettsystem. Im Pantoffel umfasst es postkinetodesmale Fibrillen, die sich nach hinten erstrecken und quergestreifte Filamente ausstrahlen. In der Nähe der Basis jedes Ciliums befindet sich eine Einstülpung der äußeren Membran – des Parasomalsacks.

Zwischen den Flimmerhärchen befinden sich kleine spindelförmige Körperchen – Trichozysten, die als Schutzorganellen gelten. Sie befinden sich in Membransäcken und bestehen aus einem Körper und einer Spitze. Der Körper weist eine Querstreifung mit einer Periode von 7 nm auf. Als Reaktion auf eine Reizung (Erwärmung, Kollision mit einem Raubtier) schießen die Trichozysten heraus – der Membransack verschmilzt mit der Außenmembran und die Trichozyste verlängert sich in Tausendstelsekunden um das Achtfache. Es wird angenommen, dass im Wasser anschwellende Trichozysten die Bewegung eines Raubtiers behindern können. Es sind Mutanten von Pantoffeln bekannt, denen Trichozysten fehlen und die durchaus lebensfähig sind. Insgesamt hat der Schuh 5-8.000 Trichozysten. Trichozysten sind eine Art extrudierter Organellen mit unterschiedlichen Strukturen, deren Vorhandensein charakteristisch für Ciliaten und einige andere Gruppen von Protisten ist.

Der Pantoffel hat zwei kontraktile Vakuolen an der Vorder- und Rückseite der Zelle. Jedes besteht aus einem Reservoir und davon ausgehenden radialen Kanälen. Das Reservoir öffnet sich manchmal nach außen; die Kanäle sind von einem Netzwerk dünner Röhren umgeben, durch die Flüssigkeit aus dem Zytoplasma in sie eindringt. Das gesamte System wird durch ein Zytoskelett aus Mikrotubuli in einem bestimmten Bereich gehalten.

Der Schuh hat zwei Kerne unterschiedlicher Struktur und Funktion – einen diploiden Mikrokern (kleiner Kern) in runder Form und einen polyploiden Makrokern (großer Kern) in Bohnenform.

Besteht aus 6,8 % Trockenmasse, davon 58,1 % Eiweiß, 31,7 % Fett, 3,4 % Asche

2.Kernel-Funktionen

Der Mikrokern enthält ein vollständiges Genom; aus seinen Genen wird fast keine mRNA abgelesen und daher werden seine Gene nicht exprimiert. Wenn der Makronukleus reift, kommt es zu komplexen Genomumlagerungen; fast alle mRNAs werden aus den in diesem Kern enthaltenen Genen abgelesen; Daher ist es der Makronukleus, der die Synthese aller Proteine ​​in der Zelle „kontrolliert“. Ein Schuh mit einem entfernten oder zerstörten Mikrokern kann ungeschlechtlich leben und sich fortpflanzen, verliert jedoch die Fähigkeit zur sexuellen Fortpflanzung. Bei der sexuellen Fortpflanzung wird der Makronukleus zerstört und dann aus dem diploiden Primordium wieder aufgebaut.

3.Bewegung

Durch wellenartige Bewegungen mit den Flimmerhärchen bewegt sich der Schuh (schwebt mit dem stumpfen Ende nach vorne). Die Wimper bewegt sich in einer Ebene und führt beim Strecken einen direkten (wirksamen) Schlag und beim Biegen einen Gegenschlag aus. Jede nächste Wimper in der Reihe schlägt mit einer leichten Verzögerung im Vergleich zur vorherigen. Beim Schwimmen im Wasser dreht sich der Schuh um seine Längsachse. Die Bewegungsgeschwindigkeit beträgt etwa 2 mm/s. Durch die Beugung des Körpers kann sich die Bewegungsrichtung ändern. Beim Aufprall auf ein Hindernis kehrt sich die Richtung des direkten Schlags um und der Schuh springt zurück. Dann „schwingt“ sie eine Weile hin und her und beginnt dann wieder, sich vorwärts zu bewegen. Wenn es auf ein Hindernis trifft, depolarisiert die Zellmembran und Kalziumionen dringen in die Zelle ein. Während der Swing-Phase wird Kalzium aus der Zelle gepumpt

Atmung, Ausscheidung, Osmoregulation

Der Schuh atmet über die gesamte Oberfläche des Käfigs. Es kann aufgrund der Glykolyse bei niedrigen Sauerstoffkonzentrationen im Wasser existieren. Produkte des Stickstoffstoffwechsels werden auch über die Zelloberfläche und teilweise über die kontraktile Vakuole ausgeschieden. Die Hauptfunktion kontraktiler Vakuolen ist die Osmoregulation. Sie entziehen der Zelle überschüssiges Wasser, das durch Osmose dort eindringt. Zuerst schwellen die führenden Kanäle an, dann wird das Wasser aus ihnen in das Reservoir gepumpt. Wenn sich das Reservoir zusammenzieht, wird es von den zuführenden Kanälen getrennt und Wasser wird durch die Pore freigesetzt. Zwei Vakuolen arbeiten gegenphasig und ziehen sich unter normalen physiologischen Bedingungen alle 10–15 s einmal zusammen. Innerhalb einer Stunde geben die Vakuolen ein Wasservolumen aus der Zelle ab, das ungefähr dem Volumen der Zelle entspricht.

4.Ernährung und Verdauung

Am Körper des Ciliaten befindet sich eine Vertiefung – ein Zellmund, der in den Zellpharynx übergeht. In der Nähe des Mundes befinden sich spezialisierte Flimmerhärchen der perioralen Flimmerhärchen, die zu komplexen Strukturen „verklebt“ sind. Sie schieben die Hauptnahrung der Ciliaten – Bakterien – zusammen mit dem Wasserfluss in den Rachen. Der Wimpertier findet seine Beute, indem er das Vorhandensein von Chemikalien wahrnimmt, die Bakterienhaufen freisetzen.

Fütterung gruppierter Ciliaten an Grünalgen

Am unteren Ende des Rachens gelangt die Nahrung in die Verdauungsvakuole. Verdauungsvakuolen bewegen sich im Körper des Wimpertiers durch einen Zytoplasmastrom entlang einer bestimmten „Route“ – zuerst zum hinteren Ende der Zelle, dann nach vorne und dann wieder nach hinten. In der Vakuole wird die Nahrung verdaut, und die verdauten Produkte gelangen in das Zytoplasma und werden für das Leben des Wimpertiers verwendet. Zuerst wird das innere Milieu in der Verdauungsvakuole durch die Verschmelzung von Lysosomen sauer, dann wird es alkalischer. Während die Vakuole wandert, lösen sich kleine Membranvesikel von ihr (was wahrscheinlich die Absorptionsrate der verdauten Nahrung erhöht). Die unverdauten Nahrungsreste in der Verdauungsvakuole werden durch einen speziellen Bereich der Zelloberfläche, der kein entwickeltes Häutchen aufweist – Zytopig oder Pulver – in den hinteren Teil des Körpers ausgeschleust. Nach der Verschmelzung mit der Außenmembran trennt sich die Verdauungsvakuole sofort von dieser und zerfällt in viele kleine Vesikel, die entlang der Oberfläche der Mikrotubuli zum Boden des Zellpharynx wandern und dort die nächste Vakuole bilden.

5. Atmung, Ausscheidung, Osmoregulation

Der Schuh atmet über die gesamte Oberfläche des Käfigs. Es kann aufgrund der Glykolyse bei niedrigen Sauerstoffkonzentrationen im Wasser existieren. Produkte des Stickstoffstoffwechsels werden auch über die Zelloberfläche und teilweise über die kontraktile Vakuole ausgeschieden.

Die Hauptfunktion kontraktiler Vakuolen ist die Osmoregulation. Sie entziehen der Zelle überschüssiges Wasser, das durch Osmose dort eindringt. Zuerst schwellen die führenden Kanäle an, dann wird das Wasser aus ihnen in das Reservoir gepumpt. Wenn sich das Reservoir zusammenzieht, wird es von den zuführenden Kanälen getrennt und Wasser wird durch die Pore freigesetzt. Zwei Vakuolen arbeiten gegenphasig und ziehen sich unter normalen physiologischen Bedingungen alle 10–15 s einmal zusammen. Innerhalb einer Stunde geben die Vakuolen ein Wasservolumen aus der Zelle ab, das ungefähr dem Volumen der Zelle entspricht.

6. Reproduktion

Der Pantoffel hat eine asexuelle und sexuelle Fortpflanzung (sexueller Prozess). Asexuelle Fortpflanzung – Querteilung im aktiven Zustand. Damit einhergehend sind komplexe Regenerationsprozesse. Zum Beispiel bildet eines der Individuen einen Zellmund mit einer perioralen Flimmerhärchen neu, jedes ergänzt die fehlende kontraktile Vakuole, die Basalkörperchen vermehren sich und es bilden sich neue Flimmerhärchen usw.

Der Sexualvorgang erfolgt wie bei anderen Ciliaten in Form einer Konjugation. Schuhe verschiedener Klone werden vorübergehend an ihren oralen Seiten „zusammengeklebt“, und es bildet sich eine zytoplasmatische Brücke zwischen den Zellen. Dann werden die Makrokerne der konjugierenden Ciliaten zerstört und die Mikrokerne teilen sich durch Meiose. Von den vier gebildeten haploiden Kernen sterben drei ab und der verbleibende Kern teilt sich durch Mitose. Jeder Wimpertier hat jetzt zwei haploide Vorkerne – einer davon ist weiblich (stationär) und der andere ist männlich (wandernd). Ciliaten tauschen männliche Vorkerne aus, während weibliche Vorkerne in „ihrer“ Zelle verbleiben. Dann verschmelzen in jedem Wimperntier „sein eigener“ weiblicher und „fremder“ männlicher Vorkern und bilden einen diploiden Kern – ein Synkaryon. Bei der Teilung eines Synkaryons entstehen zwei Kerne. Einer von ihnen wird zu einem diploiden Mikrokern und der zweite zu einem polyploiden Makrokern. In Wirklichkeit ist dieser Prozess komplexer und wird von speziellen Teilungen nach der Konjugation begleitet.

Die Klasse der Ciliaten ist die am höchsten organisierte Klasse der Protozoen. Die Bewegungsorganellen sind Zilien, die in ihrer Struktur den Flagellen ähneln, jedoch kürzer und zahlreicher sind. Der Körper ist mit einer haltbaren elastischen Hülle überzogen, die ihm eine dauerhafte Form verleiht. Die meisten Ciliaten haben zwei Kerne: einen großen und einen kleinen. Der große Zellkern verfügt über einen polyploiden Chromosomensatz und reguliert die Prozesse der Bewegung, Ernährung, Ausscheidung sowie der asexuellen Fortpflanzung, also der Querteilung der Zelle in zwei Hälften. Der kleine Zellkern verfügt über einen diploiden Chromosomensatz und spielt eine wichtige Rolle im Sexualprozess, da er als Träger erblicher Informationen fungiert. Erstmals wurden Ciliaten in Wasser entdeckt, das mit verschiedenen Kräutern angereichert war („Infusum“ bedeutet „Tinktur“).

Abb.1. Fütterung gruppierter Ciliaten an Grünalgen

Der Pantoffelwimpertier, Schwanzparamecium (lat. Paramecium caudatum) ist eine Art von Wimpertierchen aus der Gattung Paramecium. Normalerweise werden auch andere Arten der Gattung Paramecium als Pantoffelwimper bezeichnet. Wasserlebensraum, der in Süßwasser vorkommt. Seinen Namen verdankt der Organismus seiner permanenten Körperform, die einer Schuhsohle ähnelt.

Der Ciliatenschuh ist der häufigste Vertreter, Bewohner von Süßwasserkörpern, Körperlänge 0,3 mm. Die Körperform ist konstant und ähnelt einer Schuhsohle. Der ganze Körper ist gleichmäßig mit in Reihen angeordneten Flimmerhärchen bedeckt, es gibt mehr als 10.000 davon. Sie arbeiten synchron und machen wellenförmige Bewegungen, dafür sorgen dichte Zytoplasmafäden – Fibrillen (schwimmt mit dem stumpfen Ende nach vorne). Zwischen den Flimmerhärchen befinden sich kleine spindelförmige Körper – Trichozysten – Abwehr- und Angriffsorganellen, die als Reaktion auf Reizung gewaltsam herausgeschleudert und in den Körper des Opfers oder Feindes eingestochen werden. Ciliaten ernähren sich von Bakterien und einzelligen Algen. An der Körperseite befindet sich eine Vertiefung – die präorale Vertiefung, die in den Mund führt. Am Boden des Pharynx bildet sich im Zytoplasma eine Verdauungsvakuole, die vom Pharynx getrennt und durch den Strom des Zytoplasmas abtransportiert wird. Bei reichlich Nahrung und normalen Temperaturbedingungen (15 Grad) bilden sich alle 1-2 Minuten Verdauungsvakuolen. In ihnen wird die Nahrung verdaut und vom Zytoplasma absorbiert. Anschließend nähert sich die Verdauungsvakuole im Uhrzeigersinn dem hinteren Ende des Körpers, wo sie durch ein spezielles Loch in der Schale, das Pulver, unverdaute Speisereste ausstößt. Die Funktion der Osmoregulation wird von 2 kontraktilen Vakuolen übernommen.

Der Pantoffel vermehrt sich ungeschlechtlich und sexuell. Bei der ungeschlechtlichen Fortpflanzung verlängert sich der Schuhkörper und entlang des Äquators entsteht eine Verengung, die die Zelle in zwei Hälften teilt. Es wird 1-2 Mal am Tag wiederholt und nach mehreren Generationen der asexuellen Fortpflanzung durch die sexuelle Fortpflanzung ersetzt, die je nach Art der Konjugation erfolgt. Der kleine Zellkern spielt eine wichtige Rolle bei der sexuellen Fortpflanzung. Im Körper jedes Teilnehmers wird der große Kern zerstört und der kleine Kern in vier Teile geteilt (der Prozess der Meiose, bei dem die Anzahl der Chromosomen halbiert wird). Bald werden drei neue Kerne zerstört, der vierte teilt sich erneut und bildet in jedem Wimpertier einen weiblichen und einen männlichen Kern. Der männliche Zellkern gelangt in die Zelle seines Partners und verschmilzt dort mit dem weiblichen Zellkern. Während des sexuellen Prozesses wird also Kernmaterial zwischen Individuen ausgetauscht, das neue Merkmale und Eigenschaften erhält. Bald ist in jedem von ihnen der Kern in groß und klein unterteilt. Bei der sexuellen Fortpflanzung nimmt die Anzahl der Individuen nicht zu, aber die erblichen Eigenschaften des Organismus werden erneuert und seine Fähigkeit, sich an Umweltbedingungen anzupassen, nimmt zu.

Die Körperform ist aufgrund des dichten Häutchens konstant. Organellen der Ziliumbewegung. Ein weiteres wichtiges Merkmal ist das Vorhandensein von zwei qualitativ unterschiedlichen Kernen: einem großen polyploiden vegetativen Kern - Makronukleus und kleiner diploider - generativer Kern - Mikrokern. Die Nahrungsaufnahme erfolgt über das Zytostom (Zellmund) und den Zytopharynx (Zellpharynx), der Pharynx mündet direkt in das Endoplasma. Die Verdauung der Nahrung erfolgt in den Verdauungsvakuolen, unverdaute Rückstände werden durch das Pulver ausgeschieden, der Inhalt der kontraktilen Vakuolen wird durch die Ausscheidungsporen ausgeschüttet. Das Ektoplasma vieler Ciliaten enthält spezielle Schutzvorrichtungen – Trichozysten. Wenn ein Tier gereizt ist, schießen sie einen langen elastischen Faden ab, der die Beute lähmt. Unter ungünstigen Bedingungen sind sie zur Enzystation fähig.

Abb.2. Die Struktur des Ciliatenschuhs

Die asexuelle Fortpflanzung ist eine transversale mitotische Teilung, die sich mit dem sexuellen Prozess (Konjugation) abwechselt. Es ist zu bedenken, dass die sexuelle Fortpflanzung mit einer Zunahme der Individuenzahl einhergeht. Die Konjugation und sexuelle Fortpflanzung von Pantoffel-Ciliaten erfolgt wie folgt:

Abb. 3. Konjugation und sexuelle Fortpflanzung von Pantoffelwimpern

1. Zwei Ciliaten sind durch die perioralen Bereiche miteinander verbunden, an dieser Stelle wird das Häutchen zerstört und es bildet sich eine zytoplasmatische Brücke, die beide Ciliaten verbindet.

2. Makrokerne werden zerstört, Mikrokerne durchlaufen eine meiotische Teilung und es bilden sich vier haploide Kerne. Drei Kerne werden zerstört, und zu diesem Zeitpunkt hat jeder Wimpertier zwei haploide Kerne, einen weiblichen, stationären, der Kern bleibt an Ort und Stelle, der zweite, männliche, wandert entlang der Zytoplasmabrücke zu einem anderen Wimpertier.

3. Es kommt zur Verschmelzung männlicher und weiblicher Kerne. Danach zerstreuen sich die Ciliaten. Die Konjugation dauert mehrere Stunden.

4. Der diploide Kern durchläuft drei mitotische Teilungen, was zur Bildung von 8 diploiden Kernen führt, von denen 4 zu Mikrokernen und 4 zu Makrokernen werden. Drei Mikrokerne werden zerstört, es entsteht ein Ciliat mit 5 Kernen: 1 - Mikrokern (diploid), 4 - Makrokern, ebenfalls diploid.

5. Jeder der Exkonjuganten teilt sich, es kommt zu einer mitotischen Teilung des generativen Kerns, und die Makronuklei zerstreuen sich paarweise in Tochterwimpern. Es werden 4 Ciliaten mit einem generativen Kern und zwei Makronuklei gebildet.

6. Jeder dieser vier Ciliaten teilt sich, es kommt zu einer mitotischen Teilung des generativen Kerns und die Makronuklei zerfallen in Tochterciliaten. Es werden 8 Ciliaten gebildet, die jeweils einen Makronukleus und einen Mikronukleus besitzen. Der Makrokern wird polyploid, der Mikrokern bleibt diploid. Somit nahmen zwei Individuen an der Konjugation teil und die Fortpflanzung endete mit der Bildung von acht Individuen.

Einer der typischsten und bekanntesten Vertreter der Wimpertierart ist der Pantoffelwimpertierchen. Es lebt in der Regel in stehenden Gewässern sowie in Süßwasserkörpern, in denen die Strömung durch außergewöhnlichen Druck gekennzeichnet ist. Sein Lebensraum muss zwangsläufig verrottendes organisches Material enthalten. Es wäre ratsam, alle Aspekte der Lebenstätigkeit dieses Vertreters der Fauna im Detail zu betrachten.

Vertreter der Wimpern

Es ist zu beachten, dass Ciliaten eine Art sind, deren Name vom Wort „Tinktur“ (übersetzt aus dem Lateinischen) stammt. Dies lässt sich dadurch erklären, dass die ersten Vertreter der Protozoen gerade in Kräutertinkturen entdeckt wurden. Im Laufe der Zeit nahm die Entwicklung dieser Art rasch Fahrt auf. So sind heute in der Biologie etwa 6-7.000 Arten bekannt, zu denen auch die Art der Ciliaten gehört. Wenn wir uns auf Daten aus den 1980er Jahren stützen, kann argumentiert werden, dass die betreffende Art in ihrer Struktur zwei Klassen enthält: Ciliated Ciliaten (hat drei Überordnungen) und Saugende Ciliaten. Im Zusammenhang mit diesen Informationen können wir den Schluss ziehen, dass die Vielfalt lebender Organismen sehr groß ist, was echtes Interesse weckt.

Art der Ciliaten: Vertreter

Prominente Vertreter dieser Art sind die Balantidiumwimpern und die Pantoffelwimpern. Besondere Merkmale dieser Tiere sind die Bedeckung des Häutchens mit Flimmerhärchen, die der Bewegung dienen, der Schutz der Flimmerhärchen durch speziell dafür vorgesehene Organe, Trichozysten (im Ektoplasma der Schale) sowie das Vorhandensein von zwei Kernen in der Zelle (vegetativ und generativ). Darüber hinaus bildet die Mundhöhle am Körper des Wimpertiers einen Mundtrichter, der sich tendenziell in einen zellulären Mund verwandelt, der zum Rachen führt. Dort entstehen Verdauungsvakuolen, die direkt der Verdauung der Nahrung dienen. Durch Pulver werden jedoch unverdaute Bestandteile aus dem Körper entfernt. Merkmale der Art der Ciliaten sehr vielfältig, aber die wichtigsten Punkte werden oben besprochen. Hinzuzufügen ist lediglich, dass sich die beiden Ciliaten an gegenüberliegenden Körperstellen befinden. Durch ihre Funktion werden überschüssiges Wasser oder Stoffwechselprodukte aus dem Körper entfernt.

Ciliatenschuh

Um den Aufbau und die Lebensweise solch interessanter Organismen einzelliger Struktur qualitativ zu betrachten, wäre es ratsam, sich einem entsprechenden Beispiel zuzuwenden. Hierzu werden Pantoffelwimpern benötigt, die in Süßwassergewässern weit verbreitet sind. Sie können in gewöhnlichen Behältern (z. B. in Aquarien) leicht verdünnt werden, indem das Wiesenheu mit einfachstem Süßwasser gefüllt wird, da sich in Tinkturen dieser Art in der Regel sehr viele Arten von Protozoen entwickeln, darunter auch Pantoffelwimpertiere. So können Sie mit einem Mikroskop praktisch alle im Artikel enthaltenen Informationen studieren.

Eigenschaften des Pantoffelwimperntiers

Wie oben erwähnt, sind Ciliaten ein Stamm, der viele Elemente umfasst, von denen der Pantoffel-Ciliat das interessanteste ist. Es ist einen halben Millimeter lang und hat eine spindelförmige Form. Es ist zu beachten, dass dieser Organismus optisch einem Schuh ähnelt, daher der faszinierende Name. Der Pantoffelwimpertier ist ständig in Bewegung und schwimmt mit dem stumpfen Ende voran. Interessant ist, dass seine Bewegungsgeschwindigkeit oft 2,5 mm pro Sekunde erreicht, was für einen Vertreter dieser Art sehr gut ist. Auf der Körperoberfläche des Pantoffelwimperntiers können Flimmerhärchen beobachtet werden, die als motorische Organellen dienen. Wie alle Ciliaten hat der betreffende Organismus in seiner Struktur zwei Kerne: Der große ist für Ernährungs-, Atmungs-, Motor- und Stoffwechselprozesse verantwortlich, und der kleine ist am sexuellen Aspekt beteiligt.

Pantoffel-Wimpernorganismus

Der Aufbau des Körpers des Ciliatenschuhs ist sehr komplex. Die äußere Hülle dieses Vertreters ist eine dünne elastische Hülle. Sie ist in der Lage, ihr ganzes Leben lang die richtige Körperform beizubehalten. Treue Helfer dabei sind die perfekt entwickelten Stützfasern in der Zytoplasmaschicht, die eng an der Membran anliegt. Die Körperoberfläche des Pantoffelwimperntiers ist mit einer großen Anzahl (etwa 15.000) Flimmerhärchen ausgestattet, die unabhängig von äußeren Umständen schwingen. An der Basis jedes von ihnen befindet sich ein Basalkörper. Die Flimmerhärchen bewegen sich etwa 30 Mal pro Sekunde und schieben den Körper nach vorne. Es ist wichtig zu beachten, dass die wellenförmigen Bewegungen dieser Instrumente sehr gleichmäßig sind, was es dem Wimperntier ermöglicht, sich während der Bewegung langsam und schön um die Längsachse seines Körpers zu drehen.

Ciliaten – ein Stamm, der definitiv von Interesse ist

Für ein umfassendes Verständnis aller Merkmale des Pantoffel-Wimperntiers ist es ratsam, die Hauptprozesse seiner Lebensaktivität zu berücksichtigen. Es kommt also auf den Verzehr von Bakterien und Algen an. Der Körper des Organismus ist mit einer Vertiefung ausgestattet, die als Zellmund bezeichnet wird und in den Rachenraum übergeht, an dessen Boden die Nahrung direkt in die Vakuole gelangt. Dort wird es etwa eine Stunde lang verdaut, wobei der Übergang vom sauren ins alkalische Milieu erfolgt. Vakuolen bewegen sich im Körper des Wimpertiers durch den Fluss des Zytoplasmas, und unverdaute Rückstände treten durch das Pulver im hinteren Teil des Körpers aus.

Die Atmung des Ciliatenschuhs erfolgt durch die Zufuhr von Sauerstoff zum Zytoplasma durch die Körperdecke. Und Ausscheidungsprozesse erfolgen über zwei kontraktile Vakuolen. Was die Reizbarkeit von Organismen betrifft, neigen Ciliaten-Hausschuhe dazu, sich als Reaktion auf die Wirkung von Substanzen, die von Bakterien abgesondert werden, zu Bakterienkomplexen zusammenzuschließen. Und sie schwimmen von einem so reizenden Stoff wie Speisesalz weg.

Reproduktion

Der Pantoffelwimpertier kann sich auf zwei Arten vermehren. Weiter verbreitet ist die asexuelle Fortpflanzung, bei der die Kerne in zwei Teile geteilt werden. Als Ergebnis dieser Operation enthält jedes Wimpertier 2 Kerne (groß und klein). Die sexuelle Fortpflanzung ist sinnvoll, wenn es zu Nährstoffmängeln oder einer Veränderung der Körpertemperatur des Tieres kommt. Es ist zu beachten, dass sich das Wimperntier danach in eine Zyste verwandeln kann. Bei der sexuellen Art der Fortpflanzung ist jedoch eine Erhöhung der Individuenzahl ausgeschlossen. Dabei werden zwei Ciliaten für eine gewisse Zeit miteinander verbunden, wodurch sich die Hülle auflöst und eine Verbindungsbrücke zwischen den Tieren entsteht. Wichtig ist, dass der große Kern von jedem von ihnen spurlos verschwindet und der kleine den Spaltungsprozess zweimal durchläuft. So werden in jedem Wimpertier 4 Tochterkerne gebildet, woraufhin drei davon zerstört werden und der vierte sich wieder teilt. Dieser sexuelle Vorgang wird Konjugation genannt. Und seine Dauer kann 12 Stunden erreichen.

Sein Körper ist länglich und ähnelt einem Pumpschuh: Das vordere Ende ist schmaler, die größte Breite liegt im hinteren Drittel. Das hintere Ende ist etwas spitz und mit langen Flimmerhärchen bedeckt. Auf der Körperseite, die üblicherweise als ventrale Seite bezeichnet wird, ragt eine tiefe Rille nach innen – dies ist die periorale Vertiefung – das Peristom, in dessen Rückseite sich eine Mundöffnung befindet, die zum Rachen führt. Die Flimmerhärchen an den Wänden des Peristoms sind länger; dabei handelt es sich um eine Art Fangapparat, der die Nahrung der Flimmerhärchen in die Mundöffnung treibt. Die Flimmerhärchen erzeugen einen kontinuierlichen Wasserfluss, mit dem kleine Nahrungspartikel – hauptsächlich Bakterien – durch den Mund in den kurzen Rachenraum eindringen und sich am Boden ansammeln. Zusammen mit einer kleinen Menge Flüssigkeit lösen sich Nahrungspartikel vom Boden des Pharynx und gelangen in das Zytoplasma, wo sie eine Verdauungsvakuole bilden, die, nachdem sie sich vom Pharynx getrennt hat, einen natürlichen Weg durch den Körper des Ciliaten nimmt und dabei etwa eine nimmt Stunde. Die Verdauungsvakuole bewegt sich zunächst zum hinteren Ende des Körpers und kehrt nach der Beschreibung eines kleinen Bogens zum vorderen Ende zurück. Von hier aus beschreibt es einen bereits geschlossenen Bogen entlang der Peripherie des Körpers. Zu diesem Zeitpunkt gelangen Verdauungsenzyme in die Vakuole und die verdaute Nahrung wird vom Zytoplasma absorbiert. Der Weg der Verdauungsvakuole endet mit Pulver – einem bestimmten Ort, an dem unverdaute Rückstände ausgeworfen werden.

Der Schuh kann als eines der gefräßigsten Tiere angesehen werden: Er füttert ununterbrochen, sein Maul ist immer geöffnet und der Fluss von Nahrungspartikeln in das Maul hört nicht auf. Dieser Prozess stoppt nur während der Brutzeit.

Der gesamte Körper des Ciliaten ist mit Flimmerhärchen bedeckt, es gibt etwa 10-15.000 davon. Sie führen ständig koordinierte paddelartige Bewegungen aus, wodurch sich das Tier ständig bewegt. Die Bewegungsgeschwindigkeit beträgt 2-2,5 mm/Sek., d.h. In einer Sekunde legt der Schuh eine Distanz zurück, die seine Körperlänge um das 10- bis 15-fache übersteigt. Bei der Vorwärtsbewegung dreht sich das Tier auch entlang der Körperlängsachse.

Unter der Schale, in der äußeren Schicht des Zytoplasmas des Schuhs, befinden sich zahlreiche kurze, stäbchenähnliche Formationen – Trichozysten. Dies ist eine erstaunliche Schutzvorrichtung. Bei starker Reizung wirft der Ciliate die Trichozysten aus, sie verwandeln sich in dünne lange Fäden und infizieren das Raubtier, das den Schuh angreift. Trichozysten befinden sich zwischen den Flimmerhärchen, es gibt genauso viele wie diese, sie stellen also eine starke Abwehr dar. Anstelle der „abgefeuerten“ Trichozysten entstehen neue.

Bewegung des Ciliatenschuhs

Der Schuh reagiert wie alle lebenden Organismen auf Veränderungen der äußeren Umgebung, indem er die Bewegungsrichtung ändert. Legt man ein Stück Bakterienfolie in einen Wassertropfen, in dem die Pantoffeln schwimmen, dann versammeln sich alle Protozoen darum, da die Bakterien verschiedene Stoffe ins Wasser abgeben, die den Ciliaten das Vorhandensein von Nahrung an dieser Stelle signalisieren. Wenn Sie einen Kristall Kochsalz in einen Tropfen geben, schwimmen die Schuhe von diesem ungünstigen Faktor weg. Protozoen verhalten sich unter dem Einfluss von elektrischem Strom sehr interessant. Wenn ein schwacher elektrischer Strom durch die Flüssigkeit geleitet wird, in der diese Tiere schwimmen, richten sich alle Schuhe entlang der Stromlinie aus und beginnen dann, wie auf Befehl, sich in Richtung der Kathode zu bewegen, wo sie sich ansammeln.

Reproduktion von Ciliatenpantoffeln

Bei guter Ernährung vermehren sich die Pantoffeln schnell. Bei künstlicher Zucht in Käfigen erreichen sie eine Masse von 20 bis 104 Gramm pro Kubikmeter. Schon eine einmalige Einführung einer Suspension dieser Ciliaten in Fischzuchtteichen in einer Menge von 5-10 Gramm pro Zehntel Hektar erhöht die Überlebensrate der Jungfische von 50 auf 67 %. Unter experimentellen Bedingungen ist es möglich, eine Dichte von Pantoffelwimpern von bis zu 50.000 Individuen pro Kubikzentimeter, also 50 Millionen Individuen pro Kubikmeter, zu erhalten.

Die durchgeführte biochemische Analyse zeigt, dass das Protein des Nassgewichts von Ciliaten alle notwendigen Aminosäuren enthält, d.h. Es ist von hoher Qualität und seine Zusammensetzung ähnelt Kasein. Die Verkostung der Trockenmasse der Ciliaten zeigte, dass der Geschmack dieser Protozoen dem Geschmack von getrocknetem Hüttenkäse oder Hühnerfleisch ähnelt.

Merkmale von Ciliatenpantoffeln

Ciliaten können sogar „trainiert“ werden. Wissenschaftler führten ein interessantes Experiment durch. Als ein Schuh im Dunkeln die Grenze zwischen Hell und Dunkel überschritt, erhielt er einen Stromschlag. Das Tier reagierte darauf, indem es sofort stehen blieb und sich umdrehte. Nach nur 45 Minuten Training kehrten die Ciliaten an der Grenze zwischen Dunkelheit und Licht scharf um, ohne auf den Stromschlag zu warten. Es ist auch möglich, bei Ciliaten Anpassungsreaktionen auf konstante Reize, beispielsweise auf Vibrationen, zu entwickeln. Solche erworbenen Reaktionen wurden im „Gedächtnis“ der Schuhe zwischen 8 Minuten und 1,5 Stunden gespeichert. Solche Experimente zeigen, dass Ciliaten im Laufe ihres Lebens individuelle Erfahrungen sammeln können, was zweifellos eine Anpassung an veränderte Umweltbedingungen darstellt. Erinnern wir uns daran, dass Ciliaten einzellige Tiere sind, die weder über ein Nervensystem noch über ähnliche Zellorganellen verfügen. Das Gedächtnis entsteht in diesem Fall offenbar aufgrund rein molekularer Wechselwirkungen.

Pantoffelwimpern haben einen sehr subtilen chemischen Sinn. Sie unterscheiden Tausendstel Prozent der gelösten Salze und Säuren sowie Millionstel Prozent der im Wasser enthaltenen Giftstoffe und Schwermetalle. Deshalb nutzen Labore häufig Ciliaten, um bestimmte Verunreinigungen im Wasser nachzuweisen.

Schuhe wählen, wann immer möglich, bestimmte günstige Temperaturbedingungen. Wenn sie in ein Rohr mit Wasser gelegt werden, in dem die Temperatur an einem Ende 35 Grad und am anderen 15 Grad beträgt, werden die Schuhe in einer günstigen Zone von 24 bis 26 Grad gesammelt.

In der Natur leben Pantoffeln in kleinen Süßwasserreservoirs. Diese Ciliaten lassen sich sehr einfach in einem Aquarium züchten, wenn man einen Haufen gewöhnliches Heu mit Teichwasser füllt. In solchen Tinkturen entwickeln sich viele Ciliaten, darunter auch Verwandte des Pantoffels – Trompetenwimpern.

Der Flimmerschuh ist eine recht häufige Art dieser Gruppe. Er lebt in frischen, stehenden Gewässern mit ausreichend organischem Material, von dem er sich ernährt. Der Aufbau der Pantoffelwimpern gilt übrigens als der komplexeste dieser Organismengruppe.

allgemeine Charakteristiken

Der Wimperschuh ist ein einzelliger Organismus, dessen Form tatsächlich einer Schuhsohle ähnelt und durch eine dichte äußere Zytoplasmaschicht erhalten bleibt. Der gesamte Körper des Tieres ist mit einer Vielzahl von Flimmerhärchen bedeckt, die in Längsreihen angeordnet sind. Ihre Hauptfunktion ist die Bewegung.

Der Wimpernschuh bewegt sich mit seinem stumpfen Ende nach vorne. Die Flimmerhärchen bewegen sich mit einer leichten Verzögerung relativ zueinander. Bei der Bewegung dreht sich auch der Körper um eine Achse.

Zwischen den Flimmerhärchen befinden sich sogenannte Trichozysten – kleine spindelförmige Organellen, die eine Schutzfunktion erfüllen. Jede Trichozyste besteht aus einem Körper und einer Spitze, die bei Vorhandensein eines Reizes (Kollision, Erwärmung, Abkühlung) scharf schießen.

Ciliatenschuh: Struktur

Der Großteil des Körpers besteht aus Endoplasma oder dem flüssigen Teil des Zytoplasmas. Ektoplasma liegt näher an der Zytoplasmamembran, hat eine dichtere Konsistenz und bildet ein Häutchen.

Verdauung. Der Flimmerschuh ernährt sich von Bakterien und hat eine ziemlich eigenartige Zellstruktur. Näher am vorderen Ende des Körpers befindet sich ein perioraler Trichter, dessen Innenfläche mit einem komplexen Flimmerhärchensystem bedeckt ist. Durch die Bewegungen der Flimmerhärchen entsteht eine Strömung, mit der Mikroorganismen angesaugt werden. Anschließend gelangen die Nahrungspartikel in den Rachenraum, der ebenfalls mit Flimmerhärchen ausgekleidet ist, und erst dann in den Mund. Durch Endozytose gelangen sie in die Verdauungsvakuole. Rückstände werden über ein bestimmtes Organell – Pulver – ausgeschieden.

Genmaterial. Der Flimmerschuh hat zwei Kerne – einen großen (Makronukleus) und einen kleinen (Mikronukleus). Der Mikrokern enthält alle genetischen Informationen und ist an der sexuellen Fortpflanzung des Organismus beteiligt. Der Makronukleus ist für die Synthese von Proteinverbindungen verantwortlich.

Ausscheidung und Atmung. Der Flimmerschuh kann auch bei sehr geringen Sauerstoffkonzentrationen im Wasser existieren. Sauerstoff wird von der gesamten Oberfläche absorbiert.

Wie bereits erwähnt, lebt dieser einfache Organismus im Süßwasser und benötigt aufgrund der Konzentrationsunterschiede ein Osmoregulationssystem. Der Ciliat hat zwei kontraktile Vakuolen – eine vordere und eine hintere –, die jeweils von einem verzweigten Tubulussystem geführt werden. Überschüssige Flüssigkeit und sekundäre Stoffwechselprodukte werden in den Tubuli gesammelt und über Vakuolen an die Umgebung abgegeben. Beide Organellen ziehen sich abwechselnd alle 15–20 Sekunden zusammen.

Fortpflanzung von Ciliaten-Pantoffeln

Dieser Organismus zeichnet sich sowohl durch sexuelle als auch durch asexuelle Fortpflanzung aus.

Dies erfolgt durch Querteilung der Zelle in zwei gleiche Teile. Gleichzeitig bleibt der Körper aktiv. Darauf folgen recht komplexe Regenerationsprozesse, bei denen jeder Körperteil die notwendigen Organellen vervollständigt.

Sexuelle Beziehungen zwischen zwei Individuen entstehen durch Konjugation. Die Flimmerhärchen kleben vorübergehend zusammen und zwischen ihren Oberflächen bildet sich eine Art Zytoplasmabrücke. Die Makrokerne beider Organismen werden zerstört und die kleinen Kerne werden durch Meiose geteilt.

Danach werden vier Kerne mit einem haploiden Chromosomensatz gebildet. Dann sterben drei von ihnen, und die übrigen teilen sich durch Mitose und bilden zwei Protonuklei – weiblich und männlich. Organismen tauschen „männliche“ Protonenkerne aus. Dann kommt es in jedem zu einer Verschmelzung zweier Kerne und zur Bildung eines Synkarions. Dann kommt es zur Mitose, wonach einer der resultierenden Kerne zum Makrokern und der zweite zum Mikrokern wird.