КЛАС РІЗНИЧНІ, АБО ІНФУЗОРІЇ
Інфузорії - найпростіші найбільш складної будови: тіло має завдяки пелікулілі певною формою, забезпечене численними віями як органел руху і включає два або кілька ядер, що розрізняються за формою та функцією; статевий процес протікає у формі кон'югації.
Клас поділяється на два підкласи: Власне інфузорії - Euciliata 3 , до яких відносяться всі об'єкти, що вивчаються на лабораторних заняттях, і Сокальні інфузорії - Suctoria 4 .
Власне інфузорії мають скорочувальну вакуоллю, складну систему органел прийому їжі і вії, що покривають тіло тварини протягом усього його життя.
Будова інфузорія на прикладі туфельки хвостатої - Paramecium canbadum
Форма тіла туфелька хвостатою та пошарова диференціювання цитоплазми; війковий апарат та рух туфельки;
трихоцисти; харчування туфельки - органели захоплення та перетравлення їжі; скорочувальні вакуолі та ядерний апарат туфельки
Робота 1. Форма тіла туфельки хвостатою та пошарове диференціювання цитоплазми. Туфелька, або парамеція, досягає в довжину близько 1/3 мм, так що помітна неозброєним оком; форма тіла її веретеноподібна, у поперечному перерізі кругла; передній кінець округлений, задній - дещо витягнутий та загострений. Уподібнення форми тіла парамеції підошві туфлі, що визначило назву цієї інфузорії, помилково і засноване на поверхневому порівнянні площинного її
зображення. Правильне уявлення про форму тіла парамеції дає блок-діаграма (рис. 9).
На передньому кінці туфельки починається жолобок - перистом 1 , що поступово заглиблюється в міру того, як триває назад протягом 2/з довжини тіла; він повертає трохи вправо, тобто за годинниковою стрілкою, так щоутворює чверть обороту спіралі (див. рис. 9). Сторона тіла, на якій розташований перистом, вважається черевною, або вентральною 2 .
У туфельки, так само як і у саркодових, спостерігається пошарове диференціювання цитоплазми. Основну її масу становить ендоплазма; вона у стані циклозу , тобто. постійного кола руху. Поверхневий шар протоплазм перетворений на пелікулу з тими ж функціями, як і у евгени (див. стор. 21). В силу своєї еластичності пелікула не перешкоджає тимчасовій зміні форми тіла.
Пелікула має певну структуру. Вона складається з численних шестикутних платівок, розташованих правильними рядами; межі їх дещо потовщені (див. рис. 10).
Хід роботи. 1. Для проведення спостережень приготувати тимчасовий мікропрепарат із живих туфельок, придатний для тривалого використання під мікроскопом, особливо при великому збільшенні.
Скористатися для цього одним із прийомів уповільнення руху парамецій: а) за допомогою двох препарувальних голок розщепити невелику грудочку вати на окремі волоконця, злегка зім'яти їх і перенести на предметне скло з краплею культури інфузорій, накрити покривним склом (мета не досягається, якщо комок вати занадто великий або недостатньо ретельно розщеплений); б) додати до краплі культури одну краплю 3-відсоткової підігрітої желатини або якогось іншого в'язкого речовини; в) пластилінові чи воскові ніжки на покривному склі виготовити якнайменшого розміру; натискаючи препарувальною голкою по черзі на всі кути покривного скла, опустити його настільки, щоб парамеції були трохи притиснуті склом і важко просувалися.
Всю роботу вести під контролем за малого збільшення мікроскопа.
2. Розглянути форму тіла туфельки та тимчасові їїзміни; останні зручно спостерігати, коли інфузорії
протискуються між волокнами вати, застосованої для уповільнення їхнього руху. Контур тіла малювати крупним планом.
3. Ознайомитись з пошаровим диференціюванням протоплазми та відобразити її на контурному малюнку. Пеллікулу розглянути на мікропрепараті, спеціально підготовленому на початку заняття: свіжу краплю культури помістити на предметне скло, додати краплю барвника (конго червоний), препарувальною голкою поширити рідину тонким шаром здебільшого скла, залишити на столі до повного висихання. Розглядати наприкінці заняття при великому збільшенні мікроскопа.
Робота 2.Війсковий апарат та рух туфельки, На відміну від джгутиків, вії рухаються веслоподібно, в одній площині; вони з силою ударяють назад, а потім у зігнутому вигляді повільно та плавно повертаються у вихідне положення (рис. 10). Парамеція рухається поступально і в той же час обертається навколо великої осі тіла, тому шлях, пройдений парамецією, утворює витягнуту спіраль. Натиснувши якусь перешкоду, вона трохи просувається назад, повертає під деяким кутом передній кінець тіла і знову рухається вперед у новому напрямку. Війковий рух - спосіб руху, характерний для інфузорій. Туфелька рухається з великою швидкістю; в одну секунду вона проходить шлях, що у 8-10 разів перевищує довжину тіла.
Вії рівномірно покривають тіло парамеції (див. рис. 9). За будовою кожна з них багато в чому подібна до джгутика; утворена виростом протоплазми, відрізняється складною будовою, біля основи лежить базальне зерно. Але вії набагато коротші і численніші за джгутиків; у туфельки число їх перевищує 10000. В'язальні зерна розташовані під пелікулою і пов'язані між собою поздовжніми і, частково,поперечними плазматичними тяжами (див. рис. 10), відповідальними, мабуть, за узгодженість дії вій. Невелика ділянка вії закріплена в протоплазмі тіла; переважна частина, пронизуючи пелікулу в центрі кожної платівки, виходить назовні. Вії розташовані правильними рядами, що тягнуться вздовж тіла і дещо вигнутими навколо нього; цим визначається обертання тіла навколо великої осі. Загалом вони утворюють складний руховий апарат. Рух тварини забезпечується узгодженою (синхронною) роботою групи вій, а плавність руху - послідовним включенням до роботи однієї групи за іншою.
Хід роботи, 1. Ознайомитись (під мікроскопом при малому збільшенні) з характером руху парамеції та діяльністю вій, помітної на краю тіла. 2. Розглянути при великому збільшенні мікроскопа війний покрив парамеції; для цього фіксувати параметри і одночасно пофарбувати вії йодною тинктурою, керуючись вказівками по
забарвленні джгутиків (див. стор. 23). На підготовленому контурному малюнку (див. роботу 1) замалювати з натури невелику ділянку війкового покриву, а в іншій частині організувати його схематичним зображенням.
Робота 3.Трихоцисти 1 . У спокої вони розташовані безпосередньо під пелікулою, перпендикулярно до її поверхні у вигляді численних веретеноподібних мішечків, лише на вигляд схожих з паличками (див. рис. 9 і 10). При механічному, хімічному чи іншому подразненні трихоцисти діють. Крізь пору, розташовану на одній із потовщених граней пластинки пелікули, з кожного мішечка, стирчить довгий тонкий загострений на кінці стрижень (див. рис. 10). Згідно з однією точкою зору, при подразненні викидається тонкий струмінь особливої рідини, що твердне у воді; по іншій-стрижень знаходиться в мішечку і при подразненні лише твердне в результаті набухання. Трихоцисти діють одночасно цілою групою (див. рис. 10). Вони визнаються органелами захисту та нападу, хоча це й заперечується і роль їх обмежують функцією прикріплення.
Хід роботи. 1. Для вивчення трихоцист приготувати тимчасовий мікропрепарат із живих туфельок так, як зазначено вище; вести спостереження під мікроскопом за великого збільшення. Невелика кількість трихоцист у спокої відобразити у підготовленому малюнку. 2. Привести трихоцисти в дію (і одночасно умертвити інфузорій) додаванням до краплі культури 2-відсоткової оцтової кислоти або її в суміші з метиловим зеленим. Розглянути під мікроскопом при великому збільшенні. На невеликій ділянці поверхні тіла інфузорії на підготовленому малюнку зобразити трихоцисти після дії.
Робота 4.Харчування туфельки - органели захоплення та перетравлення їжі. Апарат захоплення їжі парамеції має складну будову (рис. 11). Перистомальний жолобок (див. стор. 26) вистелений пелікулою і покритий віями звичайного типу. Наприкінці його - ротовий отвір - клітинний рот , або цитостом 2 , за яким слідує в глиб тіла лійкоподібна глотка - цитофарінгс 2 . Передній її відділ, вестибулюм 3 розширений і також покритий зсередини звичайними віями; задній же - вужчий, подовжений, позбавлений звичайних вій; замість них у горлянку з її спинної стінки звисають мембранели, що утворилися зрощення ряду вій в пластинку. Глотка відкривається отвором безпосередньо в
ендоплазму (іноді цей отвір називають ротом; правильніше вважати його глоточним отвором, зберігаючи назву рот за отвором, що передує глотці).
Бактерії, зважені у воді харчові частинки, підганяються війнимапаратом перистома до ротового отвору шляхом створення кругового струму води перистим і навколо нього. Вібрація мембранелл у глотці пересуває їжу вглиб, де вона приходить у зіткнення з ендоплазмою. Тут їжа збирається в грудочку, яка оточується невеликою
кількістю води, що надходить разом з їжею, та травними ферментами з навколишнього ендоплазми. Формується харчова, або травна, вакуоль (рис. 11); власної стінки, оболонки чи мембрани вона немає. Сформована вакуоля захоплюється циклозом ендоплазми і здійснює круговий шлях по тілу парамеції, так зване велике коло травлення, а іноді додатково і мале (мал. 11). Вакуоль прямує до заднього кінця тіла, повертає і по спинному боці рухається вперед; у переднього кінця знову повертає і прямує по вентральній стороні назад. Після відділенням харчової вакуолі починає формуватися нова, отже за наявності у навколишньому середовищі достатньої кількості їжі у тілі інфузорії циркулює кілька харчових вакуолей (рис. 11). При звичайних умовах (температура близько 15 ° С і велика кількість їжі) на утворення однієї вакуолі витрачається близько однієї хвилини. У міру просування вакуолі по тілу парамеції їжа переварюється.
Відразу після утворення харчової вакуолі середовище в ній лужне, але незабаром стає кислим через надходження
травних ферментів; на останньому етапі реакція знову лужна. Перетравлена їжа засвоюється ендоплазмою. Неперетравні залишки викидаються з вакуолі через особливу пору в пеллікулі - задній отвір, або порошку, в задній частині тіла.
Хід роботи. 1. Вивчити процес захоплення їжі та утворення харчових вакуолей. У невелику філіжанку з культурою туфельки додати заздалегідь (хвилин за 20до спостереження) трохи дрібно натертої твердої чорної туші або порошкоподібного карміну. З краплі культури туфельок, "нагодованих" тушшю (карміном), виготовити такий самий тимчасовий мікропрепарат, який був зазначений у роботі 1. Уповільнити рух інфузорій, як зазначено вище. Звернути увагу на круговий рух крупинок туші (карміну), викликаний діяльністю перистомальних вій. Простежити за ходом формування харчової вакуолі та рухом харчових вакуолей в ендоплазмі. Спостереження малювати. 2. Провести спостереження над процесом перетравлення їжі в інфузорії (зміна реакції всередині травної вакуолі з лужною на кислу). Приготувати особливий тимчасовий мікропрепарат з туфельок, "нагодованих" барвником червоного конго. Декілька крапель насиченого водного розчину або кілька крупинок барвника заздалегідь додається до невеликої порції культури парамецій. Барвник конго червоний є індикатором реакції середовища; у лужному середовищі він зберігає червоний колір, а в кислому змінює його на синій. Спостереження потребує значного часу.
Робота 5.Скорочувальні вакуолі; ядерний апарат туфельки. У туфельки дві скорочувальні вакуолі - одна в передній, інша в задній частині тіла. Вони розташовані на спині в безпосередній близькості від поверхні тіла (див. рис. 9). Центральну частину кожної займає пульсуючий резервуар, який поступово збільшує свої розміри в міру наповнення рідиною (стадія діастоли); він миттєво зникає (стадія систоли), коли рідина з нього видаляється через спеціальний отвір у пелікуле-екскреторну пору. Тривалість інтервалу між двома систолами (частота пульсації) залежить від температури, і за 16° вона дорівнює 20-25 секунд. Навколо пульсуючого резервуара зіркоподібно розташовані канали, що приводять. Уних з усього тіла збирається вода та розчинені в ній продукти дисиміляції; після заповнення вода їх виливається в центральний резервуар. Обидві вакуолі працюють поперемінно; так само центральний резервуар і канали, що приводять до нього, заповнюються поперемінно. Функції скорочувальної вакуолі парамеції самі, як і в інших найпростіших (див. стор. 22). Об'єм води, яку
туфелька виводить назовні за одну добу, більш ніж у 30 разів перевищує об'єм її тіла.
У туфельки два ядра - макронуклеус 1 та мікронуклеус 1 . Велике ядро має бобоподібну форму; воно регулює процеси обміну речовин і руху; мікронуклеус відіграє провідну роль у статевому процесі (див. рис. 9).
Хід роботи. 1. Провести спостереження за роботою скорочувальних вакуолей. Можна скористатися мікропрепаратом, раніше виготовленим для вивчення органел харчування, або
виготовити тимчасовий мікропрепарат із краплі культури парамецій. Уповільнити рух інфузорії. Зовнішній вигляд пульсуючих вакуолей замалювати при великому збільшенні мікроскопа відповідно до їх розташування в тілі туфельки; відзначити під малюнком їхню функцію. 2. На заздалегідь приготовленому мікропренарат інфузорій, пофарбованих борним або оцтовокислим карміном, розглянути ядерний апарат і замалювати його при великому збільшенні мікроскопа, відзначивши під малюнком функцію кожного з ядер.