Книга: Я познаю мир. Ботаника

Можно ли обойтись без простейших?

Можно ли обойтись без простейших?

Фотосинтезирующие простейшие – хламидомонада, эвглена, вольвокс, динофлагелляты и диатомеи могут создавать органические вещества сами, используя воду, углекислый газ, соли и энергию солнечного света. Те простейшие, которые не способны к фотосинтезу, нуждаются в готовых органических веществах. Одни, как, например, обыкновенная амёба, питаются мертвыми остатками растений и мелких водных животных, другие, как инфузории–туфельки и трубачи, поедают бактерий, третьи, как инфузории бурсарии и дидинии, хищничают, нападая на других инфузорий.

Дидиний, пожирающий туфельку.Хищная инфузория дидиний в два раза меньше своей излюбленной добычи – инфузории–туфельки

В свою очередь простейшими питаются насекомые и их личинки, водные черви и мелкие рачки. Пресноводные рачки – циклопы и дафнии – сами такие мелкие, что при малом увеличении их можно принять за простейших (отличить их можно по резким скачкообразным движениям – простейшие двигаются плавно). Мелкие рачки, насекомые и их личинки служат кормом многим видам рыб и их малькам. Получается цепочка из организмов, в которой каждое звено, кроме первого – фотосинтезирующих простейших, является одновременно и добычей и хищником. Такие живые цепочки из организмов, связанных между собой пищевыми связями, называются цепью или сетью питания.

В морях и океанах фотосинтезирующие простейшие вместе с водорослями и цианобактериями играют главную роль в образовании органических веществ. Одни только диатомеи поставляют четверть органических веществ, создаваемых растениями на всей планете. За счет этой первичной продукции, созданной простейшими, существуют все остальные обитатели водоемов, не способные сами синтезировать питательные вещества. По цепям питания органические соединения передаются от организма к организму, от крошечной диатомеи к огромному киту.

Фотосинтезирующие простейшие, парящие в толще воды, носят название фитопланктона, или растительного планктона (от греч. «планктон» – блуждающее). В жизни больших водоемов фитопланктон играет ту же роль, что и растения на суше, т. е. производит органическое вещество, за счет которого существует весь остальной животный мир в водах морей и океанов. Планктонные организмы покрывают сплошным живым слоем толщиной 3–100 м весь мировой океан, а если мы вспомним, что вода занимает более двух третей поверхности нашей планеты, станет понятно, насколько важна их роль в экосистеме планеты. По меньшей мере половину всего кислорода в атмосферу выделяют водоросли, и их вклад даже больше, чем вклад наземных лесов.

Цепь питания с участием простейших в пресноводном водоеме

Фотосинтезирующие простейшие: 1 – эвглена, 2 – вольвокс, 3 – хламидомонада; растительноядные: 4 – инфузория–туфелька; хищные: 5 – дидиний, 6 – бурсария, 7 – циклоп, 8 – дафния, 9 – личинка стрекозы, 10 – жук–плавунец, 11 – малек рыбы; детритофаги: 12 – амёба, 12 – планария.

Чтобы парить в поверхностном слое воды, не опускаясь на глубину под действием силы тяжести, планктонные организмы обладают целым набором приспособлений. В первую очередь это маленькие размеры тела и незначительный вес. Помогают удерживаться на плаву и капельки жира в цитоплазме клеток, поскольку жир легче воды. Многие планктонные синезелёные бактерии содержат газовые вакуоли и плавают на этих «поплавках». У многих планктонных видов на поверхности клеточной стенки образуются выросты разного рода – шипы, щетинки, перепонки, – действующие наподобие парашютов. Все эти выросты служат для увеличения площади поверхности и силы трения организма о воду, что позволяет ему лучше удерживаться на плаву. Замечено, что у диатомей, входящих в состав планктона, более тонкий и ажурный панцирь по сравнению с диатомеями, живущими на дне.

Весь наш разговор о простейших до этого момента касался свободноживущих организмов, но очень многие простейшие живут внутри других животных. И ведут они себя внутри хозяина очень по–разному.

Приспособления к парению у планктонных организмов

Приблизительно у 60% людей в ротовой полости встречается амёба Entamoeba gingivalis (читается: энтамёба гингивалис). Она живет на беловатом налете кариозных зубов и десен и питается в основном уже погибшими белыми клетками крови – лейкоцитами. Эта амёба безвредна для здоровья, как и четыре вида амёб, проживающих в толстом кишечнике человека. Все эти безобидные «квартиранты» питаются, бактериями, которые в огромном количестве населяют нашу толстую и слепую кишку.

Дизентерийная амёба тоже живет в толстой кишке человека, но не ограничивается «съемом жилплощади», а питается клетками и тканями кишечника, разрушая их. Проникнув через стенку кишечника в соединительную ткань, амёбы начинают пожирать красные клетки крови. В результате жизнедеятельности дизентерийной амёбы у человека развивается тяжелое трудноизлечимое заболевание амёбиаз.

Жгутиконосцы из рода трипаносом вызывают смертельно опасное заболевание – сонную болезнь, распространенную в тропической Африке. На ранних стадиях болезни трипаносома живет в плазме крови, а затем проникает в спинной мозг.

Трипаносома

Сейчас существует способ лечения этого заболевания, но в XIX веке, когда лекарства от сонной болезни еще не было известно, от нее погибали миллионы африканцев. Эта болезнь сделала огромные пространства Африки безлюдными, недоступными для земледелия и скотоводства, опасными для охоты и убийственными для путешественников.

Окончательная победа над сонной болезнью была установлена только после изобретения лекарственного вещества, убивающего ее возбудителей – паразитических простейших – трипаносом.

Среди простейших около 30–40% видов являются паразитами растений и животных. Однако отношения между простейшими и их хозяевами могут быть и взаимовыгодными.

Например, жизнь и благополучие тропических насекомых – термитов – полностью зависит от обитающих в их кишечнике жгутиковых простейших. Термиты питаются древесиной, которая состоит из мертвых пустых клеток, окруженных целлюлозной оболочкой. Но самостоятельно переварить древесину термиты не могут, за них это делают жгутиконосцы, которые как раз используют в пищу целлюлозу. Получается, что, питаясь сами, жгутиконосцы одновременно снабжают пищей и своих хозяев–термитов.

В экспериментах термиты, искусственно лишенные своих помощников, очень быстро погибали от истощения, хотя ели при этом практически непрерывно. Целлюлоза не может усваиваться организмом насекомого без помощи жгутиконосцев. При этом при каждой линьке термиты теряют своих симбионтов, и, чтобы выжить, слизывают друг у друга жидкие экскременты, проглатывая жгутиконосцев, которые продолжают жить и размножаться в кишечнике хозяев.

Жгутиконосцы из кишечника термитов нигде больше в природе не встречаются. Внутри своих хозяев они нашли идеальные условия существования: обильную готовую к употреблению пищу, тепличные условия существования и надежную защиту от всех невзгод «наружной» жизни.

В данном случае мы имеем дело с взаимовыгодным сожительством двух организмов, которое зашло настолько тесно, что обойтись друг без друга они уже не могут.

В отношениях простейших с человеком тоже можно найти положительные моменты. Способность простейших поглощать органические вещества используется в процессе очистки сточных вод. Вместе с бактериями и грибами простейшие не только перерабатывают загрязняющие воду вещества, работая как биологические фильтры, но и выделяют кислород, обеспечивая тем самым жизнедеятельность всех остальных организмов. На богатой питательными веществами среде простейшие и водоросли растут и размножаются так быстро, что время от времени приходится прочищать очистные сооружения, излишки биомассы при этом идут на корм скоту.

Многих простейших легко содержать дома: много места и специальных приспособлений для этого не требуется – всего лишь баночка с водой на подоконнике. А наблюдать за этими «домашними животными» необыкновенно интересно. Про наблюдения и опыты над простейшими, которые вы сами можете сделать в домашних условиях, можно написать не одну книгу. Некоторые книги по простейшим и их содержанию, которые наверняка есть в вашей школьной или районной библиотеке, вы найдете в конце этого тома.