Виды и жизненный цикл амебы. Амёба обыкновенная Что имеется у амебы

Реферат

На тему: Амеба

Выполнила: студентка 1 курса Давлеткулова А.Р.

Проверил:Сатаров В.Н.

Уфа-2012

2.строение и жизнедеятельность амебы

3.дизентирийная амеба

Амебы

Кроме псевдоподий, из-за которых тело амебы не имеет определенной формы, для этих организмов характерно отсутствие жесткой оболочки клетки. Клетка окружена только особым молекулярным слоем, плазматической мембраной – составной частью живой цитоплазмы. Последняя подразделяется на тонкую поверхностную относительно однородную часть, называемую эктоплазмой, и лежащую в глубине зернистую эндоплазму. Та, в свою очередь, состоит из наружной студенистой зоны, плазмагеля, и внутреннего текучего плазмазоля. В эндоплазме находятся ядро, а также пищеварительные и сократительные вакуоли. Захваченная псевдоподиями пища, например бактерии, водоросли и простейшие, окружается пищеварительной вакуолью и в ней переваривается. Непереваренный материал выбрасывается из клетки при слиянии мембраны этой вакуоли с плазматической мембраной. Отходы метаболизма выделяются наружу путем простой диффузии. Определенная их часть, возможно, удаляется через сократительные вакуоли, но главная функция последних – выведение из клетки избытка воды. Они время от времени сокращаются, выталкивая ее наружу. Размножение у амеб бесполое – путем деления клетки надвое. Ядро при этом делится митотически, а затем цитоплазма перетягивается и распадается на две примерно одинаковые по объему части, содержащие по дочернему ядру. Две образовавшиеся клетки растут и в конечном итоге тоже делятся.

Строение и жизнедеятельность амебы

Это студенистое одноклеточное существо, настолько маленькое, что рассмотреть его можно только под микроскопом. Основные виды амеб живут в пресноводных реках и прудах. Но есть виды, которые обитают на дне соленых водоемов, во влажной земле и пище. Амеба постоянно меняет свою форму. Она передвигается, толкая вперед сначала одну свою половину, потом другую. Как многие желеподобные организмы, амеба двигается так, что образует форму, которая называется «ложной ножкой», или псевдоподией. Когда псевдоподия достигает пищи, она обволакивает ее и принимает основным телом. Таким образом амеба питается. У нее нет рта. Амеба принадлежит к классу простейших, которые являются самым низким разрядом живых существ. У нее нет ни легких, ни жабр. Но она всасывает кислород из воды, выделяет углекислый газ, переваривает пищу, как делают это более сложные животные. Вероятно, у амебы есть и чувства. Когда к ней прикасаются или когда она возбуждена, она немедленно сворачивается в крохотный шарик. Амеба избегает яркого света, слишком горячей или холодной воды. У взрослой амебы ядро, крохотная точка в центре протоплазмы, делится на две части. После этого и сама амеба раздваивается, образуя новые самостоятельные организмы. Когда они достигают полных размеров, они снова начинают делиться. По своему строению простейшие чрезвычайно разнообразны. Наиболее мелкие имеют в поперечнике 2-4 мкм (микрометр равен 0,001 мм). Наиболее обычные их размеры в пределах 50-150 мкм, некоторые достигают 1,5 мм и видны простым глазом.

Самое простое строение у амебы. Тело амебы представляет собой комочек полужидкой цитоплазмы с ядром посередине. Вся цитоплазма подразделена на два слоя: наружный, вязкий - эктоплазму и внутренний, гораздо более жидкий - эндоплазму. Эти два слоя не резко разграничены и могут превращаться друг в друга. У амебы нет твердой оболочки, и она способна изменять форму тела. Когда амеба ползет по листу водного растения, у нее в том направлении, куда она двигается, образуются выпячивания цитоплазмы. Постепенно в них перетекает остальная цитоплазма амебы. Такие выпячивания названы ложноножками или псевдоподиями. С помощью псевдоподий амеба не только передвигается, но и захватывает пищу. Псевдоподиями она охватывает бактерию или микроскопическую водоросль, вскоре добыча оказывается внутри тела амебы, и вокруг нее образуется пузырек - пищеварительная вакуоля. Непереваренные остатки пищи через некоторое время выбрасываются наружу.

Амеба протей: 1 - ядро; 2 - пищеварительные вакуоли; 3 - сократительная вакуоля; 4 - ложноножки; 5 - непереваренные остатки пищи, выбрасываемые наружу.

В цитоплазме амебы обычно бывает виден светлый пузырек, который то появляется, то исчезает. Это сократительная вакуоля. В ней собирается избыток воды, накапливающийся в теле, а также жидкие продукты жизнедеятельности амебы. Дышит амеба, как и все другие простейшие, всей поверхностью тела.

Эвглена зеленая: 1 - жгутик; 2 - глазное пятнышко; 3 - сократительная вакуоля;

Самое сложное строение из простейших у инфузорий. В отличие от амебы тело их покрыто тончайшей оболочкой и имеет более или менее постоянную форму. Поддерживают и определяют форму тела также опорные волоконца, проходящие в разных направлениях. Однако тело инфузорий может быстро сокращаться, менять свою форму, а затем возвращаться к исходной. Сокращение осуществляется при помощи особых волоконец, аналогичных во многом мышцам многоклеточных животных. Инфузории могут очень быстро передвигаться. Так, туфелька за секунду преодолевает расстояние, превышающее длину ее тела в 10-15 раз. При этом множество ресничек, которые покрывают все тело инфузории, совершают быстрые гребные движения, до 30 в секунду (при комнатной температуре). В эктоплазме у туфельки располагается множество палочек-трихоцистов. При раздражении они выбрасываются наружу, превращаясь в длинные нити, и поражают противника, нападающего на инфузорию. Вместо выброшенных в эктоплазме образуются новые трихоцисты. На одной стороне приблизительно посередине тела у туфельки имеется глубокая ротовая впадина, ведущая в небольшую трубковидную глотку.

Инфузория туфелька: 1 - реснички; 2 - пищеварительные вакуоли; 3 - большое ядро (макронуклеус); (микронуклеус); 5 - ротовое отверстие и глотка; 6 - непереваренные остатки пищи, выбрасываемые наружу; 7 - трихоцисты; 8 - сократительная вакуоля.

По глотке пища попадает в эндоплазму, где переваривается в образовавшейся пищеварительной вакуоле. У инфузорий в отличие от амеб непереваренные остатки пищи выбрасываются в определенном месте тела. Сократительная вакуоля у них более сложно устроена и состоит из центрального резервуара и проводящих каналов. У инфузории имеются ядра двух типов: большое - макронуклеус и малое - микронуклеус. У некоторых инфузорий может быть несколько макро- и микронуклеусов. Макронуклеус отличается от микронуклеуса значительно большим числом хромосом. А следовательно, в нем содержится очень много дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК), входящей в состав хромосом.

Различные виды инфузорий: 1 - инфузория трубач; 2-5 - планктонные инфузории.

Дизентерийная амёба (Entamoeba histolytica), простейшее из отряда амёб; возбудитель амёбной дизентерии Впервые описан в 1875 русским учёным Ф.А. Лёшем. При попадании в кишечник человека Д. а. в большинстве случаев размножается в содержимом толстой кишки, не внедряясь в ткани и не вызывая нарушений функции кишечника (человек при этом здоров, но служит носителем Д. а.). Эта форма Д. а. называется просветной (forma minuta) (размер около 20 мкм) (рис. 1, а). Движется она с помощью псевдоподий. Ядро сферическое, 3-5 мкм в поперечнике, хроматин расположен под ядерной оболочкой в виде небольших глыбок; в центре ядра небольшая кариосома. В эндоплазме может быть несколько фагоцитированных бактерий. При сгущении фекалий в толстой кишке просветная форма окружается оболочкой и превращается в шаровидную цисту (размер около 12 мкм) с 4 ядрами, не отличающимися по строению от ядра вегетативной формы; незрелые цисты содержат 1-2 или 3 ядра. Имеется вакуоль с гликогеном; часть цист содержит короткие, брусковидные образования - хроматоидные тела (рис. 1, б). С фекалиями цисты выбрасываются во внешнюю среду и могут вновь попасть в желудочно-кишечный тракт человека, где после метацистной стадии развития (деление на 8 дочерних амёб) дают начало просветным формам (рис. 2, А).

Среди простейших организмов самой примитивной считается амёба. Бактерия имеет микроскопические размеры и является одноклеточным существом.

Амёба — простейшее одноклеточное существо

Амёба – что это такое?

Амёба (корненожка) – самый низкий разряд живых существ. Что это – бактерия или животное? Микроорганизм относится к простейшим одноклеточным животным, имеет крошечные размеры (от 0,2 до 0,5 мм), форма тела всё время меняется в зависимости от внешних условий. Одноклеточные существа, как и более сложные животные, используют для дыхания кислород, а во внешнюю среду выпускают углекислый газ.

Виды

При неблагоприятных условиях (скачки температуры, высыхание прудов, воздушные потоки) переходит в режим сна, преобразовываясь в цисту

В организм человека или животного амёбы попадают в форме цисты, которая защищена прочной двухслойной оболочкой. Заражение происходит через продукты питания (плохо вымытые фрукты и овощи), заражённую воду, грязные руки.

Строение

У амёбы нет скелета, оформленного рта, лёгких и жабр.

Её структуру составляют органеллы:

• большое ядро;
• цитоплазма, чётко разделённая на две зоны – эктоплазму и эндоплазму;
• псевдоподии (ложные ножки, с помощью которых клетка передвигается);
• пищеварительная вакуоль;
• сократительная вакуоль (удаляет излишки воды и пищи из организма амёбы).

Как выглядит амёба и из чего она состоит, показано на фото.

Амёба имеет простое строение

Питание

Питание у корненожки происходит с помощью псевдоподий. Процесс захвата твёрдой пищи называется фагоцитозом. Захват еды входит в основные функции ложных ножек: они обхватывают съедобные частички, что помогает последним попасть в питательную вакуоль, где их обволакивает мембрана. Постепенно происходит пищеварение, излишки которого выходят из сокращающейся вакуоли в процессе движения амёбы.

Процесс захвата пищи амёбой

Размножение

Амёбы могут размножаться только бесполым путём. Достигнув зрелости, клетка начинает деление, в результате которого получается 2 дочерних организма.

Как размножаются:

• изменение ядра (сначала вытягивается, потом удлиняется, вследствие чего перетягивается посредине);
• деление ядра на две половины (образование двух самостоятельных ядер);
• разделение самой амёбы на две новые клетки, у каждой из которых имеется своё ядро.

Амёбы размножаются бесполым путём

Во время появления дочернего микроорганизма происходит образование недостающих для новой клетки органоидов. За 24 часа амёба может пройти процесс бинарного деления несколько раз.

Жизненный цикл

Амёба имеет простой цикл существования. В благоприятной среде клетки развиваются, растут и делятся бесполым путём. При ухудшении условий существования амёбы «замирают», образуя тем самым цисты. Попадая в организм человека, животного, в водоёмы или влажную почву, микроорганизмы оживают, высвобождаются из защитной оболочки и начинают активно размножаться.

При ухудшении условий среды амёбы покрываются защитной оболочкой (цистой)

Симптомы амёбиаза

Признаки амёбиаза во многом зависят от типа заболевания:

1. Кишечный амёбиаз (дизентерийной амёбный колит, амёбная дизентерия). Характерные симптомы: обильный понос с прожилками крови, слизи и гноя. По мере развития болезни нарастают и негативные проявления в виде повышения температуры тела, озноба, рвоты, потери аппетита. Во время дефекации возможны схваткообразные боли внизу живота, которые в спокойном состоянии менее выражены.
2. Внекишечный тип заболевания – возникает как осложнение кишечного амёбиаза. Чаще всего поражает печень (абсцесс или амёбный гепатит). Симптомы: увеличение поражённого органа, болевые ощущения в правом подреберье, появление желтухи, высокая температура (до 40 градусов).

При поражении амёбами печени появляется боль в правом подреберье

Амёбиаз имеет слабовыраженное течение (лихорадка, понос, желтизна на коже) и проявляется уже на поздних стадиях заболевания в виде прорыва гнойных образований (перитонит). Это грозит поражением лёгких, головного мозга, мочеполовой системы.

Диагностика

Основу диагностики амёбиаза составляют 2 основных метода:

• бактериологический анализ биологического материала (цист ищут в кале);
• эндоскопическое обследование прямой кишки (выявление степени поражения слизистой кишечника).

Только после подтверждения диагноза специалист назначает необходимое лечение, учитывая все особенности и степень тяжести заболевания.

Для выявления степени поражения прямой кишки применяется эндоскопическое обследование

Лечение амёбиаза

Препараты, которые пагубно воздействуют на амёб, делятся на 2 основные группы:

• контактные (просветные) – Клефамид, Паромомицин, Этофамид – используются при бессимптомном течении амёбиаза, а также для профилактики рецидивов;
• тканевые – Тинидазол, Орнидазол, Метронидазол – назначают при кишечном амёбиазе, а также в лечении абсцессов в печени, лёгких, головном мозге.

Кишечное заболевание, вызванное амёбами, хорошо поддаётся терапии и практически полностью вылечивается на ранних стадиях протекания патологии.

Метронидазол помогает при кишечном амёбиазе

Профилактика

Заражение простейшими можно предотвратить, если придерживаться несложных профилактических мер:

• использовать только кипячёную воду (кипятить не менее 10 минут);
• перед употреблением хорошо мыть овощи, фрукты;
• следить, чтоб мухи не садились на продукты питания (накрывать защитной плёнкой);
• придерживаться правил личной гигиены (мыть руки после посещения туалета, перед едой, после посещения общественных мест и прогулок на улице);
• не удобрять грядки человеческими фекалиями.

Амёбы являются простейшими животными, которые состоят из одной клетки. Среди примитивных микроорганизмов есть опасный вид – дизентерийная амёба (не путать с возбудителями малярии), которая вызывает опасное кишечное заболевание амёбиаз. Если патологию не обнаружить вовремя, она способна привести к тяжёлым осложнениям в печени, лёгких и даже головном мозге. Профилактика и своевременное обращение к специалисту дают возможность не допустить опасных последствий.

Самый простейший организм – амеба протей, хотя существуют разные виды амеб. Свое название она получила в честь Протея – персонажа греческой мифологии, особенностью которого было менять свою внешность. Существо – прокариот, поскольку это не бактерия, как думает множество людей. Это бесцветный организм гетеротрофного типа, эукариот, который способен питаться микроорганизмами и одноклеточными водорослями. Несмотря на свою простоту и короткий жизненный цикл, этот тип животного играет важную роль в природе.

Описание

Согласно классификации, амебу обыкновенную относят к царству «Животные», подцарству «Простейшие», классу свободноживущих саркодовых. Строение существа примитивное, а передвигается оно благодаря временно появляющимся выпячиваниям цитоплазмы (называют еще корненожка). Тело протей состоит всего лишь из единственной клетки, являющейся независимым и полноценным организмом.

Амёба обыкновенная – эукариот, одноклеточное независимое животное. Характеристика его такова: тело полужидкое, размер достигает 0,2-0,7 мм в длину, и хорошо разглядеть существо можно только под микроскопом. По всей поверхности амебная клетка покрыта цитоплазмой, защищающей собой «внутренности». Сверху находится цитоплазматическая оболочка. У амебы строение цитоплазмы – двухслойное. Внешний слой – прозрачный и плотный, внутренний ‑ зернистый и текучий. В цитоплазме располагаются сократительная вакуоль амебы (за счет нее происходит выделение ненужных веществ наружу), ядро и пищеварительная вакуоль. При движении постоянно меняется форма цитоплазмы. Исследовав изображения, ученые определили, что у Протея более пятисот хромосом, настолько мелких, что за ними нет возможности наблюдать.

Дыхание осуществляется всем телом. Скелет отсутствует. Размножение амебы бесполое. Органом чувств (в том числе дыхания) амебная клетка также не располагает.

Тем не менее, одноклеточная амеба дышит, чувствительна к химическим веществам, раздражителям механического типа и избегает солнечных лучей.

Одно из особенностей животного – способность к регенерации. Это означает, что в случае повреждения клетка сможет самостоятельно восстановиться, достроив отсутствующие фрагменты. Единственное условие – полное сохранение ядра, поскольку оно является носителем всех информационных данных о строении. Без ядра амебный организм просто погибнет.

Передвижение амеб происходит при помощи ложноножек, так называемых непостоянных выростов цитоплазмы, которые еще именуют псевдоподиями. Мембрана клетки очень эластична и способна растягиваться в любом месте. Чтобы образовать ложноножку, сначала происходят выпячивания цитоплазмы наружу тела, так, чтобы они выглядели наподобие толстых щупалец. После – выполняются те же действия, только в обратном порядке – цитоплазма движется внутрь, ложноножка прячется и появляется в другой части тела. Именно такой способ передвижения не дает животному иметь постоянную форму тела. Несмотря на малый размер, передвигаются существа сравнительно быстро – около 10 мм/час.

Амеба двигается при помощи ложноножек, именно поэтому она не имеет постоянную форму тела

Как питаются и дышат одноклеточные?

Амебный жизненный цикл полностью зависит от того, как питается животное и какова окружающая среда. В рацион протея входят остатки гниения, одноклеточные водоросли, бактерии, а также микроорганизмы, имеющие подходящий размер. Питание амебы происходит путем захвата «добычи» ложноножками и затягивания внутрь тела. Вокруг пищи формируется вакуоль, в которую затем и поступает пищеварительный сок. Интересно то, что процесс захватывания и дальнейшее переваривание могут происходить в любом участке тела и даже в нескольких частях одновременно. Получаемые при переваривании питательные вещества попадают в цитоплазму и расходуются на построение тела амебы. В процессе рассасывания водорослей и бактерий простейшие незамедлительно выводят наружу остатки жизнедеятельности, причем это может также происходить любым участком цитоплазмы.

Как и все простейшие класса одноклеточных, у протей отсутствуют специальные органеллы. Дыхание у амебы происходит за счет поглощения растворенного в воде (или жидкости) кислорода поверхностным аппаратом. Клеточная мембрана животного проницаема, и через нее свободно проходят углекислый газ и кислород.

Как размножаются?

Для вывода потомства используется бесполое размножение с разделением тела на две одинаковые части. Подробнее, сколько стадий проходит клетка при делении.

Процесс происходит только в теплую пору и включает в себя несколько стадий:

1. Первым делом делению подвергается ядро. Оно выпячивается, растягивается, в нем появляются перетяжки, с помощью которых затем и происходит деление на две совершенно идентичные части. При этом наблюдается расхождение дочерних хромосом к противоположным полюсам материнской клетки.
2. Далее происходит разделение цитоплазмы между двумя ядрами. Ее зоны располагаются и сосредотачиваются вокруг ядер, тем самым формируя две новые клетки.
3. Поскольку в теле амебы сократительная вакуоль имеется только в единичном экземпляре, она достается лишь одной новой клетке. В другой она формируется заново. Подробнее описание процесса деления и расхождения хромосом демонстрирует рисунок.

Деление клетки таким способом называется митозом, поэтому полученные два организма являются копией «мамы». Половой процесс отсутствует, поэтому обмен хромосом также не происходит.

Размножаются обыкновенные амебы очень быстро. Если судить по времени, существо каждые 3 часа делится на 2 клетки, поэтому живет амебный организм мало.

Особенности существования и развития

Жизненный цикл прост. Единственная клетка, являющаяся по совместительству и телом животного, в процессе развития растет, а по достижению взрослого состояния «размножается», делясь на два тела бесполым путем с расхождением материнских хромосом «детям». Попадая в негативные для жизни условия (холодное время года, высыхание водоема), такая клетка способна «умереть» на время. При этом тело претерпевает изменения: псевдоподии втягиваются, из цитоплазмы выделяется вода и покрывает весь амебный организм, образуя двойную оболочку с последующим формированием цисты. Протея «замирает». Когда окружающая среда станет пригодной для жизни, существо «возрождается», циста амебы вскрывается, выпускаются ложноножки (чтобы передвигаться), и существо размножается. Подробно узнать, что такое амеба, можно на видео.

Животное имеет огромное значение в природе. Оно – источник еды многоклеточных организмов (амёбами питаются черви, ракообразные, мальки рыб, различные моллюски). Обитающая в водоемах протея в процессе жизни очищает водоемы, поедая различного типа микроорганизм, бактерии и гниющие части водорослей, простейшие раковинные амебы участвуют в формировании меловых отложений и известняков.

Социальные амебы Dictyostelium discoideum делятся на три «пола», каждый из которых может спариваться с любым из двух других. Оказалось, что половая принадлежность амеб определяется единственным генетическим локусом, содержащим 1, 2 или 3 гена. Ключевую роль играют гены двух типов, непохожие ни на какие ранее известные гены. Для половой совместимости необходимо, чтобы один из партнеров имел ген первого типа, другой - второго.

Амебы Dictyostelium в последнее время стали популярным лабораторным объектом. Об их способности образовывать многоклеточные плодовые тела из множества индивидуальных организмов, многие из которых жертвуют жизнью ради «общего блага», рассказано в заметке Амёбы-мутанты не позволяют себя обманывать («Элементы», 06.10.2009).

Удивительные особенности диктиостелиума не исчерпываются сложным поведением при образовании плодовых тел. Половое размножение у этих амеб тоже протекает в высшей степени необычно. У диктиостелиума не два, а три «пола», или типа спаривания (mating types). Само по себе это еще не очень удивительно: подобная «многополость» известна у некоторых низших эукариот, в том числе у грибов и инфузорий. Если половые клетки не различаются по размеру и строению (см. Isogamy), то есть не делятся на крупные яйцеклетки и мелкие спермии, то число «полов» не обязано быть равным двум. Однако у диктиостелиума половое размножение обставлено дополнительными причудливыми «ритуалами», включающими сложное социальное поведение и каннибализм.

В благоприятных условиях гаплоидные одиночные амебы размножаются делением. Столкнувшись с нехваткой пищи, они могут перейти к половому размножению. Для этого должны встретиться две амебы, относящиеся к разным «полам». Каждый из трех полов (I, II и III) может скрещиваться с любым из двух других. Две гаплоидные амебы сливаются и образуют крупную диплоидную амебу - зиготу. После этого начинается самое интересное. Зигота выделяет сигнальное вещество - циклический аденозинмонофосфат (цАМФ), привлекающий гаплоидных амеб. Это же вещество используется амебами в качестве сигнала «ползите все сюда» при образовании скоплений, из которых потом формируется плодовое тело.

При образовании плодового тела 80% амеб превращаются в споры, получая шанс передать свои гены следующим поколениям, а 20% жертвуют собой: их тела идут на построение ножки плодового тела. Совсем другой расклад получается, когда амебы доверчиво подползают к зиготе. Подманив, словно сирена, множество гаплоидных амеб, зигота заглатывает их путем фагоцитоза и переваривает. При этом ее размер, естественно, увеличивается. В итоге получается гигантская клетка - макроциста, которая может быть в 500–1000 раз крупнее одиночной амебы. До того как быть съеденными, одиночные амебы, окружившие зиготу, строят вокруг будущей макроцисты прочную трехслойную стенку из целлюлозы. Таким образом, зигота использует маленьких гаплоидных амеб не только как пищу, но и как рабочую силу.

При наступлении благоприятных условий макроциста «прорастает», и из нее выходят сотни маленьких гаплоидных амеб. Все они, конечно, являются потомками зиготы, а не тех несчастных, которые были ею съедены. По-видимому, перед выходом потомства зигота сначала претерпевает мейоз , а затем множество последовательных митозов (хоть это и не доказано окончательно).

Предполагается, что механизм формирования макроцист эволюционно древнее механизма формирования плодовых тел, причем второй, возможно, произошел от первого.

Несмотря на то что многие лаборатории уже вовсю используют диктиостелиума в качестве модельного объекта для изучения социального поведения и химической коммуникации, многие аспекты жизни этого организма остаются загадочными. Например, до сих пор не было известно, от чего зависит пол амеб, какие гены определяют принадлежность амебы к одному из трех типов спаривания. Британские и японские ученые сообщили о разгадке этой тайны в последнем выпуске журнала Science .

Авторы целенаправленно искали в геноме диктиостелиума гены, имеющиеся у одних полов и отсутствующие у других. Геном пола I прочтен, что позволило изготовить ДНК-микрочип с образцами последовательностей 8500 генов из примерно 10 500, обнаруженных в геноме пола I. При помощи этого микрочипа были исследованы геномы 10 диких штаммов диктиостелиума, относящихся к полам I и II. В итоге был выявлен один-единственный ген в пятой хромосоме, который есть у всех амеб пола I и отсутствует у всех амеб пола II. Авторы назвали этот ген matA . Он кодирует короткий (длиной в 107 аминокислот) белок, непохожий ни на какие известные белки.

Чтобы убедиться в том, что обнаруженный белок действительно определяет половую принадлежность амеб первого пола, авторы удалили этот ген из их генома. В результате амебы полностью утратили способность спариваться и образовывать макроцисты с любыми амебами независимо от их пола. Когда ген вернули на место, способность спариваться с амебами второго и третьего полов восстановилась.

В геноме пола I по обе стороны от matA находятся гены, имеющиеся у всех трех полов и занимающие одинаковые позиции в хромосоме. Это обстоятельство позволило исследовать соответствующий участок пятой хромосомы у всех трех полов при помощи метода ПЦР (см. Полимеразная цепная реакция). Оказалось, что у пола II между этими общими для всех полов генами находится не один (как у пола I), а три гена, которые получили названия matB , matC и matD . Первый из них гомологичен гену matA , однако аминокислотные последовательности белков, кодируемых генами matA и matB , совпадают лишь на 60%. Ген matC не похож на другие известные гены, ген matD отдаленно напоминает одно из известных семейств генов, участвующих в слиянии гамет.

При помощи генно-инженерного эксперимента удалось показать, что гены matB , matC и matD действительно определяют половую принадлежность амеб второго пола. Авторы удалили у амеб первого пола ген matA , а затем вставили в их геном эти три гена. Получившиеся мутанты вели себя как амебы второго пола: они спаривались с полами I и III и не могли образовать макроцисты с полом II.

Аналогичным образом были выявлены гены, определяющие половую принадлежность амеб третьего пола. Таких генов оказалось два: matS и matT , причем первый из них сходен с matC , а второй - с matD. Ничего похожего на matA и matB в геноме третьего пола не обнаружилось.

Таким образом, локус типа спаривания (mating-type locus) у первого и третьего полов не содержит сходных элементов, а у второго пола он похож на комбинацию двух других.

Дальнейшие эксперименты показали, что три гена, находящиеся в локусе типа спаривания у амеб второго пола, выполняют разные функции. Один из них, matB , позволяет спариваться с третьим полом; другой, matC , - с первым. Ген matD не влияет на половую принадлежность, однако его наличие при некоторых скрещиваниях увеличивает число образовавшихся макроцист. Возможно, matD повышает вероятность слияния гаплоидных амеб и образования зигот.

Из двух генов, находящихся в локусе типа спаривания у амеб третьего пола, ключевым оказался ген matS . Именно от него зависит способность к спариванию с двумя другими полами. При спаривании с амебами второго пола решающую роль играет взаимодействие между генами matS и matB . Ген matT не участвует в определении пола; его функции остались неизвестны.

Таким образом, в системе определения пола у диктиостелиума можно проследить определенную логику. У полов I и III половая принадлежность определяется единственным геном - соответственно, matA и matS . Для совместимости необходимо, чтобы один из партнеров имел ген matA или его гомолог, а другой - ген matS или его гомолог. Амебы второго пола имеют сразу два «половых гена» matB и matC , являющиеся гомологами matA и matS . Наличие гомолога matA позволяет второму полу скрещиваться с третьим, гомолога matS - со вторым полом. Почему амебы второго пола не могут при этом скрещиваться друг с другом, пока не ясно.

Расшифровка механизма определения пола у диктиостелиума должна существенно облегчить разнообразные генетические эксперименты с этим интересным лабораторным объектом.

Амеба обыкновенная – вид простейших существ из эукариот, типичный представитель рода Амебы.

Систематика . Вид амебы обыкновенной относится к царству — Животные, типу – Амебозои. Амебы объединены в класс Lobosa и отряд – Amoebida, семейство – Amoebidae, род – Amoeba.

Характерные процессы . Хотя амебы – это простые, состоящие из одной клетки существа, не имеющие никаких органов, им присущи все жизненно необходимые процессы. Они способны передвигаться, добывать пищу, размножаться, поглощать кислород, выводить продукты обмена.

Строение

Амеба обыкновенная – одноклеточное животное, форма тела неопределенная и изменяется из-за постоянного перемещения ложноножек. Размеры не превышают половины миллиметра, а снаружи ее тело окружено мембраной – плазмалемой. Внутри располагается цитоплазма со структурными элементами. Цитоплазма представляет собой неоднородную массу, где выделяют 2 части:

• Наружная – эктоплазма;
• внутренняя, с зернистой структурой – эндоплазма, где сосредоточены все внутриклеточные органеллы.

У амебы обыкновенной имеется крупное ядро, которое расположено примерно в центре тела животного. Оно имеет ядерный сок, хроматин и покрыто оболочкой, имеющей многочисленные поры.

Под микроскопом видно, что амеба обыкновенная образует псевдоподии, в которые переливается цитоплазма животного. В момент образования псевдоподии в нее устремляется эндоплазма, которая на периферических участках уплотняется и превращается в эктоплазму. В это время на противоположном участке тела эктоплазма частично превращается в эндоплазму. Таким образом, в основе образования псевдоподий лежит обратимое явление превращения эктоплазмы в эндоплазму и наоборот.

Дыхание

Амеба получает O 2 из воды, который диффундирует во внутреннюю полость через наружные покровы. Все тело участвует в дыхательном акте. Кислород, попавший в цитоплазму, необходим для расщепления питательных веществ на простые составляющие, которые Amoeba proteus сможет переварить, а еще для получения энергии.

Среда обитания

Обитает в пресной воде канав, небольших прудов и болот. Может жить также в аквариумах. Культуру амебы обыкновенной можно легко разводить в лабораторных условиях. Она является одной из крупных свободноживущих амеб, достигающих 50 мкм в диаметре и видимых невооруженным глазом.

Питание

Амеба обыкновенная передвигается с помощью ложноножек. Она преодолевает один сантиметр за пять минут. Передвигаясь, амебы наталкиваются на различные мелкие объекты: одноклеточные водоросли, бактерии, мелких простейших и т.д. Если объект достаточно мал, амеба обтекает его со всех сторон и он, вместе с небольшим количеством жидкости, оказывается внутри цитоплазмы простейшего.

Процесс поглощения твердой пищи амебой обыкновенной называется фагоцитозом. Таким образом, в эндоплазме образуются пищеварительные вакуоли, внутрь которых из эндоплазмы поступают пищеварительные ферменты и происходит внутриклеточное пищеварение. Жидкие продукты переваривания проникают в эндоплазму, вакуоль с непереваренными остатками пищи подходит к поверхности тела и выбрасывается наружу.

Кроме пищеварительных вакуолей в теле амеб находится и так называемая сократительная, или пульсирующая, вакуоль. Это пузырек водянистой жидкости, который периодически нарастает, а достигнув определенного объема, лопается, опорожняя свое содержимое наружу.

Основная функция сократительной вакуоли - регуляция осмотического давления внутри тела простейшего. В связи с тем, что концентрация веществ в цитоплазме амебы выше, чем в пресной воде, создается разность осмотического давления внутри и вне тела простейшего. Поэтому пресная вода проникает в организм амебы, но ее количество остается в пределах физиологической нормы, поскольку пульсирующая вакуоль «откачивает» избыток воды из тела. Подтверждением этой функции вакуоли служит их наличие только у пресноводных простейших. У морских она или отсутствует, или сокращается очень редко.

Сократительная вакуоль кроме осморегуляторной функции частично выполняет и выделительную функцию, выводя вместе с водой в окружающую среду продукты обмена веществ. Однако основная функция выделения осуществляется непосредственно через наружную мембрану. Известную роль играет, вероятно, сократительная вакуоль в процессе дыхания, ибо проникающая в результате осмоса в цитоплазму вода несет растворенный кислород.

Размножение

Амебам свойственно бесполое размножение, осуществляемое путем деления надвое. Этот процесс начинается с митотического деления ядра, которое продольно удлиняется и перегородкой разъединяется на 2 самостоятельные органеллы. Они отдаляются и формируют новые ядра. Цитоплазма с оболочкой делится с помощью перетяжки. Сократительная вакуоль не разделяется, а попадает в одну из новообразованных амеб, во второй вакуоль формируется самостоятельно. Размножаются амебы достаточно быстро, за день процесс деления может происходить несколько раз.

В летний период времени амебы растут и делятся, но с приходом осенних холодов, из-за пересыхания водоемов, трудно найти питательные вещества. Поэтому амеба превращается в цисту, оказавшись в критических условиях и покрывается прочной двойной белковой оболочкой. При этом цисты легко распространяются за ветром.

Значение в природе и жизни человека

Amoeba proteus — важное составляющее экологических систем. Она регулирует численность бактериальных организмов в озерах и прудах. Очищает водную среду от чрезмерного загрязнения. Также является важным составляющим пищевых цепочек. Одноклеточные – еда для маленьких рыб и насекомых.

Ученые используют амебу как лабораторное животное, проводя на ней множество исследований. Очищает амеба не только водоемы, но поселившись в человеческом организме, она поглощает разрушенные частицы эпителиальной ткани пищеварительного тракта.