Простейшие представлены одноклеточными организмами, тело которых состоит из цитоплазмы и одного или нескольких ядер. Клетка простейшего — это самостоятельная особь, проявляющая все основные свойства живой материи. Она выполняет функции всего организма, тогда как клетки многоклеточных составляют лишь часть организма, каждая клетка зависит от многих других. Понятие «простейшие» отражает морфологические особенности: соответствие строения простейших схеме строения клетки многоклеточного животного. В физиологическом отношении простейшие являются целостными организмами, они эквивалентны организму многоклеточных животных. Большинство представителей класса имеет микроскопические размеры — 3—150 мкм. Только наиболее крупные представители вида (раковинные корненожки) достигают 2—3 см в диаметре. Известно около 100 000 видов простейших. Среда их обитания — вода, почва, организм хозяина (для паразитических форм).
Строение тела простейшего типично для эукариотической клетки.
Инфузория туфелька
Компоненты тела можно подразделить на три группы:
- общеклеточные структуры,
- специальные органеллы
- включения.
К общеклеточным структурам относятся: цитоплазма, ядро, митохондрии, эндоплазматическая сеть, рибосомы, лизосомы, аппарат Гольджи, центриоль.
Цитоплазма подразделяется на экто- и эндоплазму (у лучевиков на внекапсулярную и внутрикапсулярную цитоплазму). Цитоплазма ограничена снаружи клеточной мембраной (фосфоролипидный биослой). К плазматической мембране снаружи прилегает гликокаликс. Он образован белками и углеводными цепями, отходящими от наружной поверхности мембраны, содержит рецепторные молекулы и связан с информационной системой клетки. С помощью гликокаликса клетки способны накапливать из окружающей среды различные вещества, которые затем включаются в нее путем эндоцитоза.
Имеется либо одно ядро, либо несколько ядер. Ядро имеет двухслойную мембрану с многочисленными порами, кариоплазму, в которой распределены хроматин и ядрышки.
В зависимости от числа ядер простейшие подразделяются на моноэнергидных и полиэнергидных. Организмы с многочисленными одинаковыми ядрами называются гомокариотными. Если ядра клетки различаются между собой - организмы гетерокариотные. Явление, при котором ядра выполняют разные функции (мелкое - микронуклеус - генеративное и крупное - макронуклеус - соматическое), называется ядерным дуализмом.
Внеклеточными образованиями являются чешуйки, системы фибрилл, внеклеточные домики, у растительных протистов клеточные стенки. Это характерно для инфузорий: каждая клетка содержит от 1 до 20 диплоидных микронуклеусов, количество макронуклеусов также измен-чиво. Макронуклеусы имеют разнообразную форму и структурно сложны.
Специальными органеллами клетки являются: сократительные и пищеварительные вакуоли, микрофиламенты, микротрубочки, экструсомы, порошица, стигма, жгутики и реснички. Микрофиламенты - нити сократительного белка актина - участвуют в процессах сокращения, клеточном делении, образуют фибриллы. Микротрубочки - полые цилиндры, стенка которых состоит из полимеров тубулина - выполняют функцию цитоскелета, принимают участие в делении ядра, в формировании ротового аппарата, удерживают в определенном положении органеллы, участвуют в динамических процессах в клетках
Пищеварительные вакуоли с пищеварительными ферментами (сходны по происхождению с лизосомами). Питание происходит путем пино- или фагоцитоза. Непереваренные остатки выбрасываются наружу. Некоторые простейшие имеют хлоропласты и питаются за счет фотосинтеза.
Пресноводные простейшие имеют органы осморегуляции — сократительные вакуоли, которые периодически выделяют во внешнюю среду излишки жидкости и продукты диссимиляции.
Включениями являются: липидные капельки, белковые кристаллы, гранулы резервных полисахаридов, симбиотические организмы.
Форма тела разнообразная, имеются животные с непостоянной формой. Покровы тела образованы мембраной, пелликулой. Пелликула представляет собой уплотненный периферический слой цитоплазмы с опорными белковыми фибриллами (микрофиламентами, микротрубочками).
Выделяют следующие органеллы движения:
- Псевдоподии.
- Жгутики. Один или несколько.
- Реснички. Строение подобно строению жгутика. Способ движения - гребля.
- Мионемы - волоконца, сокращающие клетку, и ламеллы, вытягивающие клетку до исходного состояния.
- Метаболия (эвгленоидное движение) - перистальтические волны деформации клетки.
Особенности жизнедеятельности простейших
Подавляющее большинство простейших — гетеротрофы. Их пищей могут служить бактерии, детрит, соки и кровь организма хозяина (для паразитов). Непереваренные остатки удаляются через порошицу (специальное, постоянно существующее отверстие (у инфузорий)) или через любое место клетки (у амебы). Через сократительные вакуоли осуществляется осмотическая регуляция, удаляются продукты обмена.
Дыхание, т. е. газообмен, происходит через всю поверхность клетки.
Размножение простейших
Бесполое — митозом ядра и делением клетки надвое (у амебы, эвглены, инфузории), а также путем шизогонии — многократного деления (у споровиков).
Половое — копуляция. Клетка простейшего становится функциональной гаметой; в результате слияния гамет образуется зигота.
Для инфузорий характерен половой процесс — конъюгация. Он заключается в том, что клетки обмениваются генетической информацией, но увеличения числа особей не происходит.
Многие простейшие способны существовать в двух формах — трофозоита (вегетативной формы, способной к активному питанию и передвижению) и цисты, которая образуется при неблагоприятных условиях. Клетка обездвиживается, обезвоживается, покрывается плотной оболочкой, обмен веществ резко замедляется. При попадании в благоприятные условия обитания происходит эксцистирование, клетка начинает функционировать в состоянии трофозоита.
Для многих представителей типа Protozoa характерно наличие жизненного цикла, состоящего в закономерном чередовании жизненных форм. Как правило, происходит смена поколений с бесполым и половым размножением. Образование цисты не является частью закономерного жизненного цикла. Время генерации для простейших составляет 6—24 ч. Это означает, что, попав в организм хозяина, клетки начинают размножаться по экспоненте и теоретически могут привести его к гибели. Однако этого не происходит, так как вступают в силу защитные механизмы организма хозяина.
Заболевания, вызываемые простейшими, называются протозойными. Раздел медицинской паразитологии, изучающий эти заболевания и их возбудителей, носит название протозоологии. Медицинское значение имеют представители простейших, относящиеся к классам саркодовые, жгутиковые, инфузории и споровики.
