1. Источник питания для других животных. (Составляют 1-ое звено в цепях питания).
2. Выполняют роль санитаров, очищая водоемы от бактерий и гниющих веществ.
3. Служат индикаторами чистоты воды.
4. Содействуют геологической разведке служат руководящими формами при разведке нефти и газа.
5. Участвуют в образовании залежей известняков.
6. Участвуют в круговороте веществ.
7. Оказывают влияние на почвообразовательные процессы.
Возбудители заболеваний домашних животных и человека.
Простейшие - создатели суши
Слово простейшие обычно ассоциируется у нас с мельчайшими, не видимыми глазу комочками протоплазмы. Они живут, питаются, размножаются, но какое нам до них дело - таких крошечных? Мало кто знает, что именно простейшим мы обязаны возникновением целых пластов геологических пород, а зачастую и горных массивов!
Пресноводные раковинные амебы защищают свое тело раковинкой из силикатных или известковых пластиночек, выделяемых цитоплазмой на поверхность клетки. У арцеллы раковинка имеет форму блюдечка, в центре которого расположено устье - отверстие, через которое наружу высовываются ложноножки амебы. Диффлюгия использует для построения раковины микроскопические песчинки или обломки скелета диатомовых водорослей. За строительством домика диффлюгии можно проследить (конечно, только под микроскопом) во время ее размножения. Перед делением клетка простейшего набирает много воды и выпирает из устья раковинки. Видно, как диффлюгия собирает ложноножками песчинки и обломки раковин водорослей. Твердые частицы собираются на поверхности цитоплазмы и склеиваются в раковинку для дочерней клетки при помощи особой застывающей жидкости.
Эти раковинные амебы обитают в мелких стоячих водоемах - прудах, канавах, глубоких лужах. Численность их невелика, и их <постройки> не создают значительных донных отложений. Совсем другое дело - морские простейшие, сыгравшие колоссальную роль в создании земной суши. Радиолярии строят свой ажурный скелет из солей кремния, поглощаемых из морской воды. Радиолярии - планктонные организмы, жизнь их протекает в состоянии парения в морской воде, поэтому в строении их скелета должны сочетаться легкость и прочность, что достигается ажурной структурой, увеличивающей поверхность. Разнообразие форм скелетов радиолярий потрясает, эти существа - одни из самых красивых и изящных организмов на Земле. Знаменитый немецкий зоолог и эволюционист XIX в. Э.Геккель, бывший хорошим художником, посвятил им большой раздел своего атласа рисунков <Красота форм в природе>.
Большой сложности и разнообразия достигают скелеты и других морских раковинных простейших - фораминифер. В морях и океанах фораминифер можно обнаружить во всех широтах и на всех глубинах, однако наибольшее их разнообразие наблюдается в придонных слоях на глубинах до 200-300 м. Раковины одних фораминифер, как и у диффлюгии, состоят из посторонних частиц - песчинок. Фораминиферы поглощают песчинки, а затем выделяют их на поверхность клетки, где они <приклеиваются> к наружному слою цитоплазмы. Другая, большая часть фораминифер обладает известковыми раковинами. Эти раковины построены из веществ собственного тела животных, которые способны концентрировать в клетке соли кальция, содержащиеся в морской воде.
На дне морей и океанов отмершие раковины фораминифер рода глобигерина образуют известковый ил, который носит название голубого, или глобигеринового. Правда, далеко не все раковинки достигают дна. Подсчитано, что при размере 0,4 мм раковинки фораминифер опускаются со скоростью 2 см/с, т.е. для того чтобы погрузится на глубину 1000 м, им нужно 14 ч. За это время многие из них успевают просто раствориться в морской воде, так что прирост голубого ила идет весьма медленно, в среднем на 0,5-2 см за 100 лет. Тем не менее такой ил покрывает площадь в 120 млн км2, т.е. примерно треть поверхности дна мирового океана. Местами толщина ила достигает нескольких сотен метров. В толще ила идут химические процессы, которые превращают его в мел, известняк и другие осадочные породы.
До недавнего времени бытовало мнение, что мел целиком образован раковинками фораминифер. Однако на самом деле в состав ила входят еще и панцири одноклеточных жгутиконосцев, и мел как таковой на 90-98% состоит как раз из известковых панцирей жгутиконосцев кокколитофорид. Каждый панцирь, или коккосфера, состоит из 10-20 взаимосвязанных известковых щитков. Количество таких щитков в 1 см3 писчего мела исчисляется астрономическими цифрами - 1010-1011. Одна черта, проведенная школьным мелом на классной доске, содержит в себе остатки многих миллионов ископаемых простейших.
За десятки и сотни миллионов лет в результате геологических процессов из отложений раковинок простейших образовалась монолитная горная порода - известняк. В результате геологических поднятий участков морского дна горы известняка оказались на поверхности суши. Из известняка состоит Ливийский массив, из которого древние египтяне добывали материал для строительства пирамид фараонов. Дворцы и храмы Владимиро-Суздальской Руси, белокаменной Москвы тоже построены из таких известняков. Известняки - основная порода, из которой слагаются Альпы и Пиренеи, горы и нагорья Северной Африки. Пояс известняковых гор тянется от Гималаев в Среднюю Азию и на Кавказ.
Определенные группы видов вымерших фораминифер связаны с нефтеносными пластами. По видовому составу остатков фораминифер, обнаруженных при бурении в осадочных породах, образованных за миллионы лет отложениями раковинок этих животных, можно предсказать, имеются в данном месте нефтеносные пласты или нет.
А вот скелеты отмерших радиолярий, оседая на дно, образуют другие осадочные горные породы - радиоляриты, к которым относятся, например, яшмы, опалы, халцедоны, кремнистые сланцы и глины. Целиком из радиоляритов состоят яшмы Кавказа, кремнистые породы на Урале, Дальнем Востоке (Сихотэ-Алинь) и в Средней Азии.
Простейшие — источник питания других животных. В морях и в пресных водах простей-шие, прежде всего инфузории и жгутиконосцы, служат пищей для мелких многоклеточных жи-вотных. Черви, моллюски, мелкие ракообраз-ные, а также мальки многих рыб питаются пре-имущественно одноклеточными; без простей-ших их существование было бы невозможным. Этими многоклеточными животными в свою очередь питаются более крупные животные, и прежде всего подрастающие мальки рыб. По-нятно, какое огромное значение имеют простей-шие в жизни природы и в народном хозяйстве.
Самое крупное из когда-либо живших на Земле животных — голубой кит — питается на-селяющими океаны очень мелкими ракообраз-ными. Ими же питаются и другие беззубые киты. А эти рачки в свою очередь питаются од-ноклеточными животными. Так и получается, что, в конечном счете, существование китов за-висит от одноклеточных животных и растений.
Простейшие — участники образования гор-ных пород. Рассматривая под микроскопом раз-мельченный кусочек обыкновенного писчего мела, можно видеть, что он состоит преимущест-венно из мелких раковинок каких-то живот-ных. Из таких же микроскопических ракови-нок состоят и многие известковые горные по-роды Поволжья, Урала, Крыма, Кавказа. Каждая такая раковинка содержала когда-то тело простейшего животного — фораминиферы, жившего в далекие времена на дне морей и океанов.
Да и в настоящее время значительная часть дна океана покрыта илом, состоящим из рако-винок фораминифер. Многие известняки состо-ят почти целиком из таких раковин. Известня-ки с давних пор имеют огромное практическое значение как строительный материал. Из них построены, например, гигантские сооружения древности — египетские пирамиды.
Фораминиферы — простейшие животные, ближе всего они стоят к амебам. Раз-личные их виды отличаются строением извест-ковой раковины, внутри которой помещается протоплазма с ядрами. Часто раковина спираль-ная и внутри многокамерная. В перегородках между камерами имеются отверстия, через ко-торые сообщается протоплазма, расположенная в смежных камерах. Латинское слово «форамен» означает отверстие, отсюда и название «фораминиферы» (несущие отверстия).
Остаткам фораминифер в горных породах при-дается большое значение в геологической разведке: находка в известняках определенных видов фораминифер указывает на близость нефтеносных слоев.
Надо иметь, однако, в виду, что не все из-вестняки состоят из раковинок простейших. Немалое количество известняков образовано остатками скелетов кораллов, раковинами мол-люсков и т. п.
Простейшие — показатель степени загряз-ненности пресных водоемов . Борьба с загрязнен-ностью водоемов — важнейшая государствен-ная задача. Каждому виду простейших живот-ных необходимы для существования определен-ные условия. Одни простейшие живут только в чистой воде, содержащей много растворенного воздуха и не загрязненной отходами фаб-рик и заводов; другие приспособлены к жизни в водоемах средней загрязненности. Наконец, есть и такие простейшие, которые могут жить и в очень загрязненных, сточных водах. Таким образом, нахождение в водоеме определенного вида простейших дает возможность судить о степени его загрязненности.
Малярия — страшный бич людей, особенно в тропических и субтропических странах. Да и в умеренных широтах она распространена до-вольно широко. Тяжелое заболевание маляри-ей вызывают особые простейшие организмы — малярийные плазмодии (см. ст. «Животные — хра-нители и переносчики болезней»).
К лейшманиям близка большая группа пара-зитических простейших — трипаносомы. Раз-личные виды трипаносом вызывают тяжелые заболевания человека и животных. Эти заболе-вания распространены в тропиках. В умерен-ной зоне человек не болеет подобными болезня-ми. Из заболеваний животных, вызываемых трипаносомами, наиболее опасна в СССР болезнь суауру, от которой погибают в Нижнем По-волжье и Средней Азии верблюды и лошади.
Итак, простейшие имеют огромное значение в природе, в жизни человека и в народ-ном хозяйстве. Одни из них не только полезны, но и необходимы; другие, напротив, возбуждают очень опасные заболевания.
Роль протист в природе и хозяйстве человека
Роль в природе. Одноклеточные эукариоты, клетка которых находится в минеральной раковине (фораминиферы), панцире (диатомовые водоросли) или имеет минеральный внутриклеточный скелет (радиолярии), играют важную роль в образовании осадочных пород. Из останков организмов, в состав оболочек (например, красная водоросль кораллина) или раковин (фораминиферы) которых входит карбонат кальция, за сотни миллионов лет образовались значительные залежи известняка и мела.
В результате горообразовательных процессов дно морей вместе с залежами известняка поднималось над поверхностью моря. Так возникли меловые холмы и целые горные цепи, такие как Пиренеи, Альпы, Гималаи. Панцири отмерших диатомовых водорослей, состоящие из SiО 2 , оседая на дно, в течение миллионов лет образовали осадочную породу диатомит. Эти залежи используют для производства взрывчатки - динамита. Внутренний скелет многих радиолярий также состоит из SiО 2 . Их скелеты образовали осадочные породы радиоляриты, из которых состоит, например, остров Барбадос в Карибском море, а также залежи таких полудрагоценных камней, как яшма, опалы, халцедоны и т. п.
Ископаемые остатки фораминифер, диатомовых водорослей и др., хорошо сохраняющихся в составе осадочных пород, человек использует в качестве руководящих ископаемых. Каждая геологическая эпоха характеризуется особым видовым составом этих существ, что позволяет определить время образования (возраст) тех или иных пород. Исследователи используют такие остатки для поиска залежей полезных ископаемых, образовавшихся в определенное время геологической истории Земли.
Автотрофные протисты - обитатели водоемов - синтезируют органические соединения, которые могут потреблять другие организмы. Кроме того, в процессе фотосинтеза они выделяют кислород, поддерживая постоянство газового состава атмосферы. Одноклеточные эукариоты, способные поглощать растворы органических соединений, участвуют в процессах самоочищения водоемов.
По видовому составу протист можно определить санитарное состояние водоемов. Так, эвглена красная обитает в чистых водоемах, а эвглена зеленая отдает предпочтение воде со значительным содержанием органических веществ. Как вы помните, с подобной целью используют и прокариот, например кишечную палочку. Методы определения состояния окружающей среды с помощью видового состава организмов называют биологической индикацией (биоиндикацией) .
Важна роль одноклеточных эукариот и в обеспечении плодородия почв. Грибы расщепляют остатки организмов до минеральных соединений, которые затем потребляют зеленые растения. При этом они выделяют большое количество углекислого газа, необходимого для фотосинтеза. Кроме того, почвенные грибы участвуют в синтезе органических соединений, из которых формируется плодородный гумусный слой почвы. Почвенные водоросли-фотосинтетики образуют значительное количество органических веществ и обогащают почву кислородом. Массовое размножение почвенных водорослей, так называемое цветение почвы, является приметой хорошего урожая. Чаще всего это явление наблюдают весной и осенью. В это время масса этих протист может возрастать до 1500 кг/га.
Почвенные и водные протисты служат для питания других организмов. Некоторых из них, например инфузорий, человек разводит для выкармливания личинок и мальков рыб.
Много видов протист способны вступать в различные формы симбиоза с другими организмами. Часто это сосуществование имеет характер мутуалистических отношений
. Например, для образования массивного внешнего известнякового скелета колонии коралловых полипов необходимо, чтобы в их клетках поселились определенные виды водорослей. Водоросли могут обитать внутри клеток и других многоклеточных животных - гидр, ресничных червей и т. п. Водоросли поставляют клеткам животных кислород и синтезированные органические соединения, а взамен получают убежище и неорганические вещества, необходимые для осуществления фотосинтеза.
В кишечнике некоторых насекомых, например термитов и тараканов, обязательно присутствуют особые одноклеточные жгутиконосцы. Они производят фермент, расщепляющий клетчатку, который отсутствует у хозяина, а сами находят в организме насекомого пристанище и запасы пищи. В желудке травоядных жвачных животных живут различные инфузории, суммарная масса которых может достигать нескольких килограммов. Эти инфузории питаются проживающими там же бактериями; особого вреда или пользы хозяевам они не приносят.
Одноклеточные водоросли в симбиозе с грибами образуют лишайники. Водоросли синтезируют органические вещества, которые потребляет гриб, а тот, в свою очередь, поставляет клеткам водорослей необходимые для фотосинтеза воду и минеральные соединения.
Роль в хозяйстве и жизни человека. Различные виды микроскопических грибов человек использует для промышленного получения антибиотиков, витаминов, продуктов спиртового брожения и т. п.
Первый антибиотик пенициллин был получен из плесневого гриба рода Пеницилл .
Антибиотики - это биологически активные вещества, в небольших количествах избирательно подавляющие жизнедеятельность определенных микроорганизмов или задерживающие размножение клеток злокачественных опухолей. Суть действия этих соединений заключается в том, что одни из них нарушают образование поверхностного аппарата и целостность биологических мембран (например, пенициллин), другие - синтез белков или нуклеиновых кислот микроорганизмов (например, тетрациклин). Антибиотики являются продуктами жизнедеятельности разнообразных микроорганизмов (бактерий, грибов). Кроме естественных антибиотиков, существуют искусственные, полученные с помощью химического синтеза на предприятиях микробиологической промышленности.
Применять антибиотики следует крайне осторожно и только способом и в дозах, прописанных врачом. Однако болезнетворные микроорганизмы достаточно быстро становятся невосприимчивыми к этим соединениям, поэтому ученые постоянно выводят новые штаммы микроорганизмов, способных образовывать антибактериальные и антивирусные вещества, и добывают из них новые антибиотики.
Разные виды дрожжей используют в пекарской промышленности, виноделии, пивоварении, для получения спирта и некоторых кисломолочных продуктов, в частности кефира. Некоторые виды протист применяют для очистки промышленных и бытовых сточных вод, в биологическом способе борьбы с вредными для человека видами, в частности кровососущими комарами.
Одноклеточные эукариоты могут наносить вред здоровью и хозяйству человека. Многие виды плесневых грибков способны портить продукты питания.
Токсоплазмоз — заболевание, особенно опасное для беременных женщин, поскольку больная мать может передать возбудителя зародышу через плаценту. Поражаются лимфатические узлы, мышцы, нервная система, органы зрения и т. п.
С водой в носовую полость человека при купании в богатых водной растительностью стоячих пресных водоемах могут попасть некоторые свободноживущие амебы. Впоследствии они проникают в головной мозг, где размножаются, что ведет к его воспалению и смерти.
Стригущий лишай - заболевание кожи, волос и ногтей, которое вызывают грибки из рода Трихофитон . Споры гриба передаются через контакты с больным, его одеждой, посудой, домашними животными и т. п. Свое название это заболевание получило потому, что волосы на пораженных участках становятся короткими, как бы стрижеными. На коже образуются пятна, многочисленные чешуйки. В конечном итоге пораженные места воспаляются и выделяют гной. Особенно часто эта инфекция поражает детей школьного возраста.
Простейшие - источник питания для других животных. В морях и в пресных водах простейшие, прежде всего инфузории и жгутиковые, служат пищей для мелких многоклеточных животных. Черви, моллюски, мелкие ракообразные, а также мальки многих рыб питаются преимущественно одноклеточными. Этими мелкими многоклеточными, в свою очередь, питаются другие, более крупные организмы. Самое большое из когда-либо живших на Земле животных - голубой кит, как и все другие усатые киты, питается очень мелкими ракообразными, населяющими океаны. А эти рачки питаются одноклеточными организмами. В конечном счете существование китов зависит от одноклеточных животных и растений.
Простейшие - участники образования горных пород. Рассматривая под микроскопом размельченный кусочек обыкновенного писчего мела, можно видеть, что он состоит преимущественно из мельчайших раковинок каких-то животных. Морские простейшие (корненожки и радиолярии) играют весьма важную роль в образовании морских осадочных горных пород. В течение многих десятков миллионов лет их микроскопически мелкие минеральные скелеты оседали на дно и образовывали мощные отложения. В древние геологические эпохи при горообразовательном процессе морское дно становилось сушей. Известняки, мел и некоторые другие горные породы в значительной мере состоят из остатков скелетов морских простейших. Известняки с давних пор имеют огромное практическое значение как строительный материал.
Изучение ископаемых остатков простейших играет большую роль в определении возраста разных слоев земной коры и нахождении нефтеносных слоев.
Борьба с загрязненностью водоемов - важнейшая государственная задача. Простейшие - показатель степени загрязненности пресных водоемов. Каждому виду простейших животных необходимы для существования определенные условия. Одни простейшие живут только в чистой воде, содержащей много растворенного воздуха и не загрязненной отходами фабрик и заводов; другие приспособлены к жизни в водоемах средней загрязненности. Наконец, есть и такие простейшие, которые могут жить в очень загрязненных, сточных водах. Таким образом, нахождение в водоеме определенного вида простейших дает возможность судить о степени его загрязненности.
Итак, простейшие имеют огромное значение в природе и в жизни человека. Одни из них не только полезны, но и необходимы; другие, напротив, опасны.
Роль одноклеточных животных в природе и жизни человека
Многие простых, особенно эвглены и инфузории, участвуют в естественном самоочищении водоемов. Значительное количество видов одноклеточных животных является важным звеном цепей питания. Например, сонцевикы является неотъемлемой частью водных цепей питания, которые начинаются с фитопланктона. Инфузории, амебы, жгутиконосцев является кормом для низших ракообразных, моллюсков, мальков рыб.
В почвах всех типов можно найти различных амеб, жгутиковых, инфузорий и др. Они живут в капиллярах почвы, заполненных водой. Особенностями грунтовых одноклеточных являются: а) мелкие размеры (в 5-10 раз меньше, чем в пресноводных или морских одноклеточных) б) источником питания для них служат почвенные бактерии, водоросли, грибы или остатки организмов; в) активность грунтовых одноклеточных вы-
Строение инфузории-туфельки: 1 - сократительные вакуоли; 2 - пищеварительная вакуоль; 3 -микронуклеус; 4 - макронуклеус; 5 - трихоцисты; 6 - реснички; 7 - эктоплазма; 8 - эндоплазма; 9 - предротовой углубление; 10 - ротовое отверстие; 11 - клеточная глотка; 12 - порошицу
определяется наличием влаги в почве; г) засуху переносят в виде цист. Грунтовые одноклеточные разлагают органические вещества, участвующие в процессах почвообразования. Например, ракушечным амебы способны разрушать целлюлозу растительных остатков.
Видовой состав многих простейших, которые являются жителями водоемов, зависит от загрязнения органическими соединениями, поэтому их можно использовать как "биологические индикаторы» при оценке санитарного состояния озер, рек и т.д. (амеба протей, эвглена красная и эвглена зеленая).
Черепашки фораминифер играют большую роль в формировании залежей мела и вапнянку, с их раковин состоят некоторые острова. С порожденного ими известняка построено пирамиды - гробницы египетских фараонов. Радиолярии участвуют в образовании осадочных пород (ридиоляриты). В частности, из этих пород состоит в. Барбадос в Карибском море. Из них также образовались месторождения таких минералов, как яшма, опалы и тому подобное. Фораминифер, чьи раковины сохранились в залежах ископаемых, используют как "руководящие ископаемые" для определения времени образования тех или иных пород, поскольку каждая геологическая эпоха имела присущий только ей видовой состав.
Отдельные заболевания человека, вызываемые одноклеточными
|
Название |
возбудители |
локализация |
Основные признаки болезни |
|
Амебная дизентерия (амебиаз ) |
Амеба дизентерийная (попадают в виде цист) |
Толстая кишка человека |
Кровавый понос, язва в кишечнике |
|
Африканская сонная болезнь |
Трипаносома (переносят мухи цеце) |
Плазма крови, лимфа, спинномозговая жидкость позвоночных и человека |
Лихорадка, сонливость слабость, воспаление лимфоузлов |
|
Молярия |
Плазмодий малярийный (переносят малярийные комары) |
В эритроцитах крови |
Лихорадка, малокровие, поражение печени, селезенки |
|
кожный лейшманиоз |
Лейшмании (переносят москиты) |
В клетках кожи |
Язвы на теле, которые долго не заживают |
|
лямблиоз |
Лямблии (попадают в виде цист) |
Тонкая кишка, протоки печени |
Нарушение функций кишечника, воспаление печени |
Итак, одноклеточные имеют самые разнообразные морфофизиологические адаптации для проживания во всех средах жизни на Земле.
Губка может научить инженеров и архитекторов том, как строить удивительно прочные структуры из хрупкого материале.