Спілкування.
Не так давно
з'ясувалося, що найпростіші спілкуються:
посилають один одному сигнали і сприймають їх. Це необхідно для успішного
полювання, а також для спаровування. Головний спосіб комунікації у них —
хімічний, за допомогою сигнальних речовин — феромонів. Один з варіантів феромонів — «речовини страху», які виділяють хижі найпростіші. Деякі види інфузорій,
особливо страждаючі від нападів, навчилися захищатися: учувши «запах» хижака,
вони можуть міняти форму тіла, розростаються завширшки, вип'ячують шипи і гребені — і стають йому не по зубах. Учені дивуються: який
еволюційний сенс може бути прихований в такого роду сигнальних речовинах, якщо
самі хижаки від них лише програють? Але один резон все ж знайдений: ці феромони утримують їх від канібалізму.
Амеби протей — безжалісні
хижаки, готові на своїй дорозі пожирати все живе, при контакті з особиною свого
виду апетиту не проявляють і
псевдоніжки не утворюють.
Вивчення.
Вивченням найпростіших займається
наука протистологія (протисти – найпростіші)—
одна з галузей біології, яка
нестримно розвивається в наші дні. І це зрозуміло. Інтерес до даної групи
організмів викликаний багато в чому тим, що вони є самим коренем еволюційного
древа, з якого сталася вся різноманітність життя. Хто з десятків тисяч відомих
видів найпростіших дав
початок багатоклітинним тваринам, рослинам, грибам? Адже серед них є і той,
кому зобов'язані своїм існуванням і ми самі. Намагаючись дійти до цих глибин,
учені звернулися до геносистематики
— науки, яка встановлює
родинні зв'язки, спираючись на схожість спадкового матеріалу. І тут фахівців
чекала неймовірна кількість сюрпризів. Зовсім недавно біологи розподіляли найпростіших по загальноприйнятих групах: одних, що потребують готової
їжі, відносили до тварин, інших, що фотосинтезують, — до рослин, третіх, які
харчуються органічними речовинами, поглинаючи їх всією поверхнею клітки, — до
грибів. Генетичний аналіз зруйнував цю струнку систему. Виявилось, що серед
простих існують не три, а більше десятка незалежних еволюційних ліній.
1. Одна лінія, найбільш звична, об'єднала
одноклітинні і багатоклітинні зелені водорості із зеленими рослинами.
2. Інша лінія — і тут почалися несподіванки —
увібрала в себе невелику частину найпростіших, у тому числі комірцевих
джугутиконосців, деякі види амеб, гриби і багатоклітинних тварин. Останні
розподілилися по одинадцяти лініях.
Всі лінії, на
думку геносистематиків, виявилися
більш-менш равноправні. Але ж
це означає, що царства тварин і грибів потрібно об'єднати, а лінії найпростіших звести в ранг царств.
Самі найпростіші розділилися
на групи теж незвичним чином. Вийшло, що форма тіла і наявність джгутика
жодного значення не мають, багато ліній включають як амебоїдних, так і джгутикових найпростіших. Далі — більше: у одну
і ту ж групу попали інфузорії, динофлагеляти і споровики, що зовні не мають нічого спільного. Сонячники — істоти із структурою,
аналогічною амебам, але дуже складні формою, яких у всі часи вважали єдиним
загоном, — виявилися розкиданими по декількох лініях, і 80% всіх променяків утворило особливу лінію, в якій
нікого окрім них не немає. Схоже, ця частина сонячників претендує на окреме царство! Дізнавшись нову інформацію
про спорідненість найпростіших,
учені зіткнулися з неможливістю класифікувати їх по зовнішніх ознаках: положення
організму в системі можна визначити лише молекулярними методами, мікроскоп в
цій справі даремний. І як наслідок — інший висновок, що далеко йде: систему одноклітинних організмів тепер
потрібно корінним чином перекроювати
і, звичайно, переписувати підручники, так що найпростішф виявилися далеко не простими.
Рух
Амеба повзе,
але характер цього руху зовсім інший, ніж у крупних повзаючих істот, таких як змія або равлик. Механізм утворення псевдоніжок вивчений не
до кінця, хоча дещо вже відоме. У звичайному стані поверхневий шар цитоплазми
пружний, а внутрішній вміст — густа рідина. Поява на тілі виростів пов'язана з місцевим розрідженням поверхневого шару
цитоплазми, куди під тиском спрямовується внутрішня рідина. Коли псевдоніжка
досягає потрібної довжини, поверхневий шар знову твердне, що дозволяє їй
зберігати форму. Зміна в стані цитоплазми, що нагадує розтікання желе,
насправді — результат збірки-розбирання внутрішнього каркаса з молекул білка актину, того ж самого, який в парі з
міозином забезпечує скорочення наших м'язів. Але тут актин працює інакше: на
задньому кінці клітини від
довгої нитки актину
відщеплюються блоки-мономери
(найменші одиниці), які переносяться вперед і нарощують опорну нитку
спереду.
Здатність
утворювати вирости-псевдоніжки
допомагає амебам не лише пересуватися, але і харчуватися. В більшості своїй ці
одноклітинні — хижаки, нападаючі на інших одноклітинних і навіть на
багатоклітинні організми, по розмірах порівнянні з ними самими. За допомогою
псевдоніжок амеби обволікають свою
здобич і, коли пухирець-вауоля
змикається, упорскують всередину травні ферменти.
У радіолярій (найпростіших з довгими псевдоніжками
і скелетом з кремнеземних голок, зібраних в химерні подібності кристалів, і сонячників,
що нагадують намальоване дитям сонечко) псевдоніжки разом із скелетними виростами
допомагають стримуватися в товщі води і служать одночасно ловецькою мережею,
інколи озброєною вистрілюючими капсулами із слизом, отрутою або зазубленими
гарпунами. У комірцевих джгутиконосців кільце зі щільно зімкнутих, ніби пальці,
псевдоніжок утворює високий комірець, що облямовує джгутик, і крізь нього
фільтрується потік води, що створюється биттям джгутика.
Існує ще один спосіб руху, який біологи називають метаболією: він нагадує кишкову перистальтику
або хвилеподібне вигинання тіла. Наприклад, двигуном евглени (найпростішого,
яке залежно від забезпеченості їжею може споживати готові органічні речовини,
як тварину, а при їх дефіциті — фотосинтезировать, як рослина) служить ковзання
відносно один одного білкових смуг, якими викладений зовнішній шар клітки. Такий
же принцип здійснюється в м'язовій клітині. У одноклітинних паразитів, званих грегаринами, тіло
розчленоване на ланки, при їх русі скорочуються кільцеві білкові нитки.
Поодинока клітина може також переміщатися за допомогою
джгутиків. Причому відмінності в положенні і характері рухів джгута дають
можливість біологам розпізнавати деяких найпростіших «по ході» навіть при малому збільшенні мікроскопа.
Найпростіший варіант руху — в одноклітинних
водоростей, подібних до евглени. Джгутик евглени здійснює гвинтоподібний рух і
заставляє клітину «угвинчуватися» вперед. В інших биття джгутика
наводить до руху в протилежну сторону. В трипаносоми джгутик направлений назад, а між ним і
стінкою клітки натягнута схожа на плавник мембрана, хвилеподібні рухи якої
дозволяють клітині
поступально рухатися у зворотному напрямі. Складні петлевидні помахи джгутика
можуть викликати характерний «вихляючий» рух клітини: то управо, то вліво. Дінофлагелляти —
водорості, ув'язнені в жорсткий панцир, — мають в своєму розпорядженні два
джгутики: один направлений назад, а інший обвиває панцир клітини по кільцевій виїмці. Поєднання
хвилеподібного руху вільного джгутика і спірального хвилювання кільця дозволяє
маневрено рухатися в будь-якому напрямі, швидко розганятися і раптово зупинятися.
Найвіртуозніші плавці — інфузорії, одягнені в
густу шубу війок, кожна з яких схожа на джгутик, лише короткий. Погоджені хвилі
биття вій дають інфузоріям можливість рухатися в будь-якому напрямі, ефективно
полювати на рухливих найпростіших, і не лише в товщі води, але і у вузьких
капілярних просторах між найдрібнішими частками грунту. Для учених
залишається загадкою, як досягається така узгодженість, — адже в інфузорій
немає ні мозку, ні нервової системи. Але будучи в більшості своїй хижаками,
інфузорії поводяться не менш доцільно, ніж багатоклітинні
тварини.
Живлення
Спостерігаючи
за допомогою мікроскопа за амебою протей або інфузорією-туфелькою, кожен може переконатися,
що вони не їдять що попало, в кожного виду є свої харчові переваги. Як вони це
роблять, адже в найпростіших
немає ні органів нюху, ні органів смаку? Правда, виявляється, що смак найпростіші все ж відчувають: за
нього відповідають особливі білкові молекули, прикріплені до клітинної мембрани
зовні. Ці молекули налаштовані на певний спектр хімічних сполук і зв'язуються
лише з тими, які можуть представляти харчову цінність.
Немає коментарів:
Дописати коментар