Простейшие организмы примеры: приведите примеры простейших и назовите их особенности

Содержание

приведите примеры простейших и назовите их особенности

Почти все простые имеют микроскопические размеры (от 2 мкм до 0,2 мм), среди них встречаются и колониальные формы (вольвокс). Живут одноклеточные в пресных (амеба обыкновенная, эвглена зеленая, инфузория-туфелька, вольвокс) и морских водоемах (фораминиферы, променякы), в почве (некоторые виды амеб, жгутиковых, инфузорий). Многие из них ведут паразитический образ жизни (лямблии, трипаносомы, малярийный плазмодий). В распространении простейших решающее значение имеет влага.
Самые простые — это представители животного мира, находящихся на клеточном уровне организации. Морфологически они составляют одну клетку, а функционально — целостный организм. Поэтому клетка простейших построена значительно сложнее, чем клетка многоклеточного организма. Это объясняется тем, что клетки многоклеточных организмов выполняют лишь определенные функции, тогда как одна клетка простейших выполняет все жизненные функции, присущие целостному организму: питание, движение, выделение, дыхание, размножение и т. д..
Особенности строения
Клетка простейшего, как и любая эукарио клетка, имеет общеклеточные органеллы. В цитоплазме простейших выделяют два слоя: внешний — эктоплазмы и внутренний — эндоплазму. Кроме того, у простейших имеются характерные только для них органеллы: движения (ложноножки, жгутики, реснички), пищеварения (пищеварительные вакуоли, у инфузории — клеточный рот, глотка), выделения и осморегуляции (сократительные вакуоли). Клетка одноклеточных животных содержит одно (амеба, эвглена) или несколько (инфузория) ядер. Подавляющее большинство одноклеточных имеет способность двигаться. С помощью временных выпучин цитоплазмы — ложных ножек (псевдонижок) перемещаются простые, лишенные плотной клеточной оболочки (амебы). Быстрому перемещению одноклеточных способствуют жгутики (эвглена зеленая) и реснички (инфузория-туфелька).
Способы питания простейших разнообразны. Большинство из них питаются гетеротрофно. В амебы пища попадает в цитоплазму с помощью псевдоподий, что захватывают ее. В инфузории колебания ресничек вызывает попадание пищи в клеточный рот и глотку. Переваривание пищи происходит в пищеварительных вакуолях. Непереваренные остатки пищи выводятся из клетки в любом месте, к которому подходит пищеварительная вакуоль (амеба) либо через особые отверстия (порошицу у инфузории-туфельки). Среди одноклеточных животных есть виды, которые питаются как зеленые растения (вольвокс). В их цитоплазме имеются хроматофоры — органеллы с фотосинтезирующими пигментами. Для некоторых жгутиковых, имеющих хроматофоры (эвглена зеленая), характерный смешанный (миксотрофний) тип питания. На свете они способны к фотосинтезу, а в темноте питаются готовыми органическими веществами.
Дыхание осуществляется путем поступления кислорода через всю поверхность клетки. Он окисляет сложные органические вещества до СО2, Н2О и других соединений. При этом высвобождается энергия, которая используется для процессов жизнедеятельности животных.
Для простейших характерны неполовой и половой способы размножения. Неполовое размножение осуществляется путем деления и почкования. Чаще размножаются одноклеточные делением материнского организма на две дочерние клетки. Для инфузории-туфельки, кроме раздела, характерный половой процесс, во время которого две инфузории временно соединяются между собой и обмениваются маленькими ядрами. Таким образом инфузории обмениваются генетической (наследственной) информации, содержащейся в их ядрах.

Одноклеточным присуща раздражимость — ответ-реакция организма на внешние воздействия. Неблагоприятные условия внешней среды одноклеточные переносят в состоянии цисты — клетка округляется, сжимается, втягивает органеллы движения и покрывается толстой оболочкой. К ним относятся свободноживущие и паразитические виды. По особенностям строения одноклеточные делятся на несколько типов: Cаркоджгутикови, Споровики, Инфузории. Питаясь преимущественно микроорганизмами и органическими остатками, простые включают их в общий процесс круговорота веществ в биосфере. Сами же они являются кормом для некоторых ракообразных, моллюсков, мальков рыб. Заметна их роль в самоочищении водоемов. Процессы почвообразования также осуществляются с помощью простейших. Жгутиковые одноклеточные служат для биологической оценки степени чистоты водоемов (биодиагностики). Фораминиферы и променякы играют значительную роль в образовании отложений мела и известняка, которые являются ценными строительными материалами.

Паразитические виды (амеба дизентерийная, малярийный плазмодий, трипаносомы, лямблии, лейшмании) вызывают опасные заболевания человека и домашних животных, однако некоторые из них являются перспективными для создания биологических методов борьбы с вредителями.

Простейшие одноклеточные животные и их признаки (Таблица)

К подцарству Одноклеточных, или Простейших, относят животных, тело которых состоит из одной клетки. Размеры простейших в среднем 0,1—0,5 мм. Бывают особи ещё меньшей величины — около 0,01 мм. Встречаются и довольно крупные организмы, длиной в несколько миллиметров и даже сантиметров.

Обитают простейшие одноклеточные животные преимущественно в жидкой среде — в морской и пресной воде, влажной почве, в других организмах. Внешне они весьма разнообразны. Одни напоминают бесформенные студенистые комочки (например, амёбы), другие имеют геометрически правильную форму (например, лучевики).

Простейшие насчитывает около 30 тысяч видов.

Строение инфузории туфельки и амебы

   

Строение эвглены зеленой

Таблица признаки простейших одноклеточных животных






Признаки простейших одноклеточных

Амеба обыкновенная

(Класс Корненожки)

Эвглена зеленая

(класс Жгутиконосцы)

Инфузория ту­фелька

(класс Ин­фузории)

Строение

Состоит из цитоплазмы, ядра, сократительной вакуоли, ложноножки, пищеварительной вакуоли (см. рис)

Состоит из оболочки, ядра, жгутика, глазок, сократительной вакуоли, питательных веществ, хлоропласты (см. рис.)

Состоит из мембраны, малого и большого ядра, сократительной и пищеварительной вакуоли, рот, порошица, реснички (см. рис.)

Движение

«Перетекание» с по­мощью ложноножек

Передвижение с помощью жгутика

Передвижение с помощью рес­ничек

Питание

Кормом могут быть бактерии, микроскопические водоросли. Амёба захватывает пищу, вытягивая ложноножки на любом участке тела. Они обволакивают добычу и вместе с небольшим количеством воды погружают её в цитоплазму. Так образуется пищеварительная вакуоль — фагоцитоз, за­хват капель жидкости — пиноцитоз.

Из пищеварительной вакуоли растворимые продукты пищеварения поступают в цитоплазму, а непереваренные остатки выводятся из организма в любой части клетки.

Автотрофное (фото­синтез) или гетеро­трофное (фагоцитоз и пиноцитоз)

Питаются различными микроорганизмами, преимущественно бактериями. Движением ресничек, расположенных вдоль ротового углубления, загоняют в него добычу. Вместе с водой она попадает в клеточный рот, затем в глотку. Образуется пищеварительная вакуоль, непере­варенные остатки выбрасываются через порошицу.

Размноже­ние

Амеба размножается делением. При этом ядро делится надвое. Образовавшиеся новые ядра расходятся в стороны, и между ними появляется поперечная перетяжка, разделяющая амёбу на две дочерние клетки, которые живут самостоятельно. Через некоторое время молодые амёбы также начинают делиться. Для размножения благоприятна температура воды около +20 °С.

Размножение организмов данного вида эвглен бесполое — делением клетки пополам, в отличие от инфузории-туфельки, для которой характерен еще и половой процесс.

Инфузории размножаются бесполым путём — поперечным делением, как амёбы. Первым делится надвое малое ядро, затем большое. Одновременно появляется поперечная перетяжка. Она со временем разделяет инфузорию на две молодые (дочерние) клетки. Они растут и при хорошем питании и оптимальной температуре уже на следующие сутки становятся взрослыми и снова могут делиться.

Для инфузорий характерен и половой процесс в форме конъюгации (слия­ние двух клеток и обмен генети­ческой информа­цией)

_______________

Источник информации: Биология в таблицах и схемах./ Издание 2е, — СПб.: 2004.

Одноклеточные организмы: список, кто открыл, в каких средах обитают одноклеточные организмы, примеры одноклеточных эукаритов, водорослей, грибов, виды простейших

Животные, состоящие из единственной клетки, располагающей ядром, называются одноклеточными организмами.

В них сочетаются характерные особенности клетки и независимого организма.

Одноклеточные животные

Животные подцарства Одноклеточных или Простейших обитают в жидких средах. Внешние формы их разнообразны от аморфных особей, не имеющих определенных очертаний, до представителей со сложными геометрическими формами.

Насчитывается около 40 тысяч видов одноклеточных животных. К наиболее известным относятся:

  • амеба,
  • зеленая эвглена,
  • инфузория-туфелька.

Амеба

Принадлежит классу корненожки и отличается непостоянной формой.

Она состоит из оболочки, цитоплазмы, сократительной вакуоли и ядра.

Усвоение питательных веществ осуществляется с помощью пищеварительной вакуоли, а кормом служат другие простейшие, такие как водоросли и бактерии. Для респирации амебе необходим кислород, растворенный в воде и проникающий через поверхность тела.

Зеленая эвглена

Обладает вытянутой веерообразной формой. Питается за счет превращения углекислого газа и воды в кислород и продукты питания благодаря световой энергии, а также готовыми органическими веществами при отсутствии света.

Относится к классу жгутиковые.

Инфузория-туфелька

Класс инфузории, своими очертаниями напоминает туфельку.

Пищей служат бактерии.

Одноклеточные грибы

Грибы отнесены к низшим бесхлорофилльным эукариотам. Они отличаются наружным пищеварением и содержанием хитина в клеточной стенке. Тело образует грибницу, состоящую из гифов.

Одноклеточные грибы систематизированы в 4 основных классах:

  • дейтеромицеты,
  • хитридиомицеты,
  • зигомицеты,
  • аскомицеты.

Ярким примером аскомицетов служат дрожжи, широко распространенные в природе. Скорость их роста и размножения велика благодаря особенному строению. Дрожжи состоят из одиночной клетки округлой формы, размножающейся почкованием.

Одноклеточные растения

Типичным представителем низших одноклеточных растений, часто встречающихся в природе, являются водоросли:

  • хламидомонада,
  • хлорелла,
  • спирогира,
  • хлорококк,
  • вольвокс.

Хламидомонада отличается от всех водорослей подвижностью и наличием светочувствительного глазка, определяющего места наибольшего скопления солнечной энергии для фотосинтеза.

Многочисленные хлоропласты заменены одним большим хроматофором. Роль насосов, откачивающих излишки жидкости, выполняют сократительные вакуоли. Передвижение осуществляется при помощи двух жгутиков.

Зеленые водоросли хлореллы, в отличие от хламидомонады, обладают типичными растительными клетками. Плотная оболочка защищает мембрану, а в цитоплазме расположено ядро и хроматофор. Функции хроматофора сходны с ролью хлоропласт наземных растений.

С хлореллой схожа водоросль шарообразной формы хлорококк. Местом ее обитания служит не только вода, но и суша, стволы деревьев, растущих во влажной среде.

Кто открыл одноклеточные организмы

Честь открытия микроорганизмов принадлежит голландскому ученому А. Левенгуку.

В 1675 году он разглядел их в микроскоп собственного изготовления. За мельчайшими существами закрепилось название инфузория, а с 1820 года их стали называть простейшими животными.

Зоологами Келлекером и Зибольдом в 1845 году одноклеточные были отнесены к особому типу животного царства и разделены на две группы:

  • корненожки,
  • инфузории.

Как выглядит клетка одноклеточного животного

Строение одноклеточных организмов возможно изучить лишь с помощью микроскопа. Тело простейших существ состоит из единственной клетки, выполняющей роль независимого организма.

В состав клетки входят:

  • цитоплазма,
  • органоиды,
  • ядро.

Со временем, в результате приспособления к окружающей среде, у отдельных видов одноклеточных появились специальные органоиды движения, выделения и питания.

Кто такие простейшие

Современная биология относит простейших к парафилетической группе животноподобных протистов. Наличие в клетке ядра, в отличие от бактерий, включает их в список эукариотов.

Клеточные структуры разнятся с клетками многоклеточных. В живой системе простейших присутствуют пищеварительные и сократительные вакуоли, у некоторых наблюдаются схожие с ротовой полостью и анальным отверстием органеллы.

Классы простейших

В современной классификации по признакам отсутствует отдельный ранг и значение одноклеточных.

Лабиринтула

Их принято подразделять на следующие типы:

  • саркомастигофоры,
  • апикомплексы,
  • миксоспоридии,
  • инфузории,
  • лабиринтулы,
  • асцестоспородии.

Устаревшей классификацией считается деление простейших на жгутиковых, саркодовых, ресничных и споровиков.

В каких средах обитают одноклеточные

Средой обитания простейших одноклеточных служит любая влажная среда. Амеба обыкновенная, эвглена зеленая и инфузория-туфелька являются типичными обитателями загрязненных пресных водных источников.

Такие организмы, как радиолярия и фораминифера населяют соленые водоемы. Встречаются среди одноклеточных паразиты человека и животных.

К крупным простейшим, ведущим паразитический образ жизни, относится опалина лягушачья. Это существо с многочисленными жгутиками поселяется в кишечнике головастика, где в дальнейшем размножается.

Наука долгое время относила опалин к инфузориям, благодаря внешнему сходству жгутиков с ресничками и наличию двух ядер. В результате тщательных исследований родство было опровергнуто. Половое размножение опалин происходит в результате копуляции, ядра одинаковые, а ресничный аппарат отсутствует.

Заключение

Биологическую систему невозможно представить без одноклеточных организмов, являющихся источником питания других животных.

Простейшие организмы способствуют образованию горных пород, служат показателями загрязненности водоемов, участвуют в круговороте углерода. Широкое применение микроорганизмы нашли в биотехнологиях.

Паразитические простейшие.

Празиты: краткое описание, примеры

Среди опасных организмов, поселяющихся внутри человека и наносящих вред его здоровью, значительное место занимают паразитические простейшие. Это одноклеточные животные, которые приспособились к существованию за чужой счет. Они достаточно многочисленны, всего выделяют около 30 различных видов особей, которые специализируются именно на человеке. Еще больше встречается в организмах других позвоночных и беспозвоночных животных.

Паразитические простейшие: особенности строения

Внешне и внутренне данные организмы имеют точно такое же строение, как и все остальные одноклеточные. Они имеют всего одну структурную единицу, однако она способна выполнять все жизненно важные функции, необходимые для нормальной жизнедеятельности. А именно:

  • растет и развивается;
  • размножается;
  • питается;
  • дышит;
  • обладает возбудимостью и раздражимостью;
  • передвигается.

Поэтому с уверенностью можно сказать, что паразитические простейшие — вполне самостоятельные, целостные живые организмы. Отличия же их от всех остальных одноклеточных в том, что они утратили пищеварительную вакуоль в связи с паразитическим образом жизни, а также сократительную. Кроме того, чаще всего лишены органоидов передвижения.

Размножаются достаточно быстро, бесполым путем. Материнская клетка просто, по достижении созревания, распадается на несколько дочерних. Они ведут самостоятельный образ жизни сразу после образования.

Как питаются паразиты в организме хозяина? Это зависит от индивидуальных особенностей каждого вида, однако в основном их пища — кровь или содержимое кишечника. Поглощают вещества они всей поверхностью тела из-за редукции вакуоли.

Классификация и представители простых паразитов

Классифицировать различных представителей рассматриваемых организмов можно следующим образом.

Простейшие, ведущие паразитический образ жизни
Класс Представители
Споровики малярийный плазмодий, кокцидии, грегарины, пироплазмиды
Корненожки дизентерийная амеба, кишечная, ротовая амеба
Жгутиконосцы трихомонады, лямблии, трипаносомы, лейшмании
Инфузории балантидий

Все эти организмы — причина протозойных заболеваний именно человека. Все они — очень опасные для жизни и здоровья паразитические простейшие. Таблица включает в себя лишь самых распространенных представителей. На самом деле существуют и более редкие, их достаточно много.

Лейшмании

На сегодняшний день цифра, отражающая количество людей, пораженных этим паразитом, просто ужасна — 12 миллионов. Этот овальной формы неподвижный внутриклеточный представитель простейших имеет небольшой жгутик. Однако передвигается очень медленно и на небольшие расстояния.

Поселяясь внутри клеток хозяина, которым для лейшманий является насекомое и млекопитающее, в том числе человек, они вызывают постепенное отмирание структуры. У человека на коже, в том месте, где обитают лейшмании, формируется открытая зияющая язва, постоянно нагнивающая. Болезнь эта названа каучуковой или багдадской язвой. Лечится очень сложно и длительно, с хирургическим вмешательством.

Переносят одноклеточных этой группы москиты, поэтому очаги лейшманиоза встречаются в странах тропиков и субтропиков.

Лямблии

Класс паразитических простейших, к которым относятся лямблии — Жгутиковые. Самым опасным представителем для людей является кишечная лямблия, которая вызывает опасное заболевание — лямблиоз.

Взрослые особи паразитируют в верхнем отделе кишечника. Именно здесь они пиноцитозом поглощают все питательные вещества, которые употребляет человек. Также этот организм способен формировать цисты. В этом состоянии они могут переживать облучение ультрафиолетом и воздействие токсических веществ. Однако низкие и высокие температуры для них смертельны.

Цисты располагаются в толстой кишке, поэтому выводятся с твердыми продуктами жизнедеятельности. Заражение ими происходит через грязь, воду. Поэтому правила личной гигиены особенно важны в профилактике лямблиоза.

Чем опасен этот паразит? В процессе жизнедеятельности лямблия выделяет токсичные продукты распада, которые сильно отравляют организм изнутри.

Паразитические корненожки

К данному классу относятся разные виды амебы:

  • кишечная;
  • дизентерийная;
  • ротовая.

Эти паразитические простейшие вызывают опасные заболевания у людей, которые в ряде случаев могут заканчиваться даже смертью.

Дизентерийная амеба — представительница жарких стран. Именно в них она — наиболее распространенный паразит. Ее особенность, как и у всех амебоидных, — отсутствие раковинных и скелетных образований. Поэтому она передвигается при помощи ложноножек. Размножается простым делением. Способна формировать цисты, также живущие в организме человека. Внутри этой структуры происходит множественное деление.

Вызывает заболевание амебиаз. Поражаются внутренние стенки кишечника, на которых амебы оставляют кровоточащие язвы. У человека наблюдается кровяной жидкий стул, боли внутри организма. Диагностировать дизентерийную амебу сложно. Поэтому она и является очень опасным представителем паразитов.

В отличие от рассмотренной формы, кишечная амеба присутствует в организме почти каждого человека и живет с ним в ладу. Не выделяет токсичных веществ и не пробуравливает стенки кишечника. Поэтому особого дискомфорта и вреда здоровью не наносит.

Ротовая амеба — обитатель зубного налета и кариесных образований. Питается бактериями, может употреблять эритроциты. Точное значение ее для человека пока не ясно.

Балантидий коли

Данный организм — представитель класса Инфузории. Достаточно крупный овальный одноклеточный организм, поселяющийся в кишечнике людей. Именно здесь он осваивается и пробуравливает стенку органа, вызывая возникновение кровоточащих, гноящихся ранок. Цисты этого простейшего легко попадают в кровяное русло. Так происходит расселение по всему организму.

Как питаются паразиты этого вида? Точно так же, как и другие представители. Всасывают питательные вещества в кишечнике человека всей поверхностью тела. Размножается бесполым делением на несколько клеток. Формирует цисты, которые также паразитируют в человеке.

Заражение цистами простейшего происходит при контакте слизистых оболочек с грязными руками, при питье сырой воды. Заболевание, вызываемое этими существами, носит название балантидиоза. Сопровождается рвотой с кровью, поносом, слабостью, сильнейшими коликами в брюшной полости.

Трихомонады

Паразитические простейшие организмы, обитающие в мочеполовой системе женщин и мужчин. Сами по себе могут вреда не наносить, однако являются местом укрытия для болезнетворных бактерий и других патогенных организмов. Способны маскироваться под клетки человека, поэтому иммунная система сама уничтожить их не способна.

Заболевание, которое вызывает непосредственно трихомонада, называется трихомониаз. Оно передается половым путем и грозит бесплодием как мужчинам, так и женщинам.

Признаки заболевания у детей

Самое страшное — это когда появляются паразиты у детей. Симптомы их возникновения следующие:

  • общая слабость;
  • утомляемость;
  • бледность;
  • головные боли;
  • снижение аппетита;
  • плохой сон;
  • раздражительность;
  • жидкий стул;
  • рвота и прочие.

Самое важное — обратить на них внимание и не пускать все на самотек. Тем более что, по последним данным, на первом месте среди заболеваний стоят именно паразиты у детей. Симптомы — верный признак того, что стоит задуматься и обратиться к врачу.

Тип простейшие организмы — строение, одноклеточные животные, классификация

К типу простейших или протистов относятся одноклеточные животные, не видимые невооружённым глазом. Тип простейших был открыт только после изобретения увеличительных стёкол, лупы, микроскопов. Антон Левенгук был первым кто начал изучать одноклеточных животных. Левенгук был умным и талантливым человеком. Он сделал важные научные открытия при изучении типа простейших. Усовершенствуя свои увеличительные стёкла и микроскопы Антон Левенгук добился увеличения рассматриваемых предметов в 300 раз. Однажды он случайно обнаружил в капле воды целый мир неизвестных до того, простейших беспозвоночных животных мельчайших размеров.

К одноклеточным животным относятся такие типы простейших как амёба протей или обыкновенная, инфузория туфелька, малярийный паразит, эвглена зелёная и т.д.

Амёба – большой амебовидный организм, является самым простым микроскопическим животным типа простейших, которого можно встретить в аквариумах, прудах и болотах.

Инфузория – это высокоорганизованный тип простейших. Инфузории обитают в пресных водоёмах и морях, наиболее распространённый тип инфузорий – туфелька.

Малярийный паразит – одноклеточное животное, относится к типу простейшие. Малярийный паразит поселяется в красных кровяных тельцах. При попадании малярийного паразита в организм человека, происходит ухудшение здоровья, теряется трудоспособность. Для лечения малярии используются высококачественные лекарственные препараты.

Эвглена зелёная относится к надцарству эукариоты. Этот тип простейших обитает в болотах, пресных водоёмах и канавах.

Все микроскопические животные, относящиеся к одноклеточным, имеют ряд общих признаков. Например, эвглена, амёба и туфелька – это животные, тело которых состоит из одной клетки. Поэтому они носят название одноклеточные. Среди других животных, они имеют простое строение. Это говорит о большой древности данного типа животных. От простейших живых существ, населявших в далёком прошлом Землю, в процессе дальнейшего развития произошли первые растения и первые животные.

На сегодня известно более 30000 видов одноклеточных микроскопических животных.

Виды простейших

Эуглифа — лат. Euglipha, представитель типа саркомастигофоры, относится к классу корненожки. Это очень маленькое животное, находящееся в раковине круглой формы.

Ночесветка или ноктилука – лат. Noctiluca miliaris, относится к типу простейшие. Ночесветка обладает способностью свечения в воде. Характерной особенностью ночесветки, является наличие жгутиков, являющиеся органоидами движения.

Трихомонада – лат. Trichomonas, представители типа простейшие. Трихомонады – это эндопаразиты, одноклеточные создания, паразитирующие в теле позвоночных животных, среди них также имеются и паразиты человека, например, Trichomonas hominis.

Простейшие одноклеточные | Дистанционные уроки

11-Ноя-2013 | комментария 2 | Лолита Окольнова

Загадочная группа микроскопических одноклеточных организмов, рассматриваемая как подцарство царства Животные, а иногда выделяемая в отдельное царство.

 

 

автор статьи — Саид Лутфуллин

 

Впервые люди узнали о существовании простейших в VII веке из открытия голландского натуралиста Антони ван Левенгука, именно он первым удостоился наблюдать их в капле воды, в изобретенный им же микроскоп.

 

За многие годы развития биологии, с появлением электронной микроскопии и генетики эта группа организмов все больше изучалась и систематика ее претерпевала значительные изменения.

 

Сегодня их все чаще определяют в отдельное царство, так как среди простейших одноклеточных есть организмы, обладающие признаками, отличными от признаков животных. Например, способностью к фотосинтезу, характерной для растений, обладает Эвглена зеленая. Или, к примеру, тип Лабиринтулы — раньше относили к грибам.

 

Среди простейших множество всевозможных паразитов, включая паразитов человека, вызывающих опасные заболевания.

 

Клетка простейшего одноклеточного организма имеет организацию, общую для клеток эукариот. Но так же у большинства простейших имеются специфические органоиды:

 

  • сократительные вакуоли, служащие для удаления излишка жидкости и поддержания нужного осмотического давления;
  • разнообразные органоиды движения: жгутики, реснички и псевдоподии (ложноножки). Ложноножки, как видно из названия, настоящими органеллами не являются, они представляют всего лишь выпячивания клетки.

 

Подцарство (или царство) Простейшие одноклеточные представлено 7 основными типами:

 

 

Рассмотрим типы более подробно

 

Тип Саркомастигофоры

 

Подразделяется на три подтипа: Жгутиковые, Опалины, Саркодовые.

 

Жгутиковые — группа организмов, как видно из названия для них характерны общие органоиды движения — жгутики.

 

Места обитания: пресные воды, моря, почвы. Встречаются жгутиковые, обитающие в многоклеточных организмах. Для жгутиковых характерно сохранение постоянной форме тела, благодаря пелликуле, или панцирю.

 
Размножаются в основном бесполым путем: продольным делением надвое.
 
Типы питания гетеротрофный, автотрофный, миксотрофный.
 

Строение рассмотрим на примере Эвглены зеленой.

 

 

  • Для нее характерен миксотрофный (смешанный) тип питания.
  • Имеются специальные органоиды — хлорофиллсодержищие хроматофоры, в которых происходит процесс фотосинтеза, аналогичный фотосинтезу растений.
  • В связи со способностью к фотосинтезу у Эвглены зеленой имеется светочувствительный органоид — стигма, его еще иногда называют светочувствительным глазком. 
  • Удаление излишков жидкости происходит благодаря работе сократительной вакуоли.

 

 

  •  Среди жгутиковых встречаются паразиты.

 

Например, трипаносомы — опасные паразиты человека и животных, вызывающие тяжелые заболевания.

 

Некоторые виды трипаносом вызывают сонную болезнь. Переносчиком Африканского трипаносомоза (так по-научному называется эта болезнь) является муха цеце. Это кровососущее насекомое.

 

Путь передачи такой: муха цеце кусает зараженного животного, у него в крови полно паразитов, вызывающих болезнь. Муха пьет эту кровь и паразиты вместе с кровью попадают в кишечник насекомого. Там паразиты размножаются и постепенно переходят к слюнным железам и слюнным протокам. При укусе здорового животного паразиты попадают к нему в кровь.

 

Сначала трипаносомы  — простейшие одноклеточные организмы размножаются в месте укуса, потом проникают в кровь. Наблюдается лихорадка, увеличиваются лимфатические узлы. Затем паразиты проникают в нервную систему. И начинается самое «веселое»: сильные головные боли, спутанность сознания, сонливость, и как следствие — кома. Без нужного лечения, почти сто процентный смертельный исход. «Не ходите, дети, в Африку гулять», а то заболеете сонной болезнью и умрете.

 

Трипаносомы. Плавают и вызывают опасную болезнь.

 

Из кишечных паразитов широко распространены лямблии. Чтобы не заболеть лямблиозом нужно мыть руки, овощи и фрукты. И не пить сырую воду и воду из «сомнительных» источников.

 

 

Лямблия. Похожа на грушу. Мнемоническое правило: лямблия в форме груши, по этому чтобы ей не заразиться, надо мыть грушу.

 

Опалины — группа паразитических простейших. (Опалина лягушачья — опалина, паразитирующая в кишечнике лягушки)

 
Саркодовые — простейшие, не имеющие постоянной формы тела.
 

Органоиды движения — псевдоподии (ложноножки). Раньше саркодовых и жгутиковых относили к двум разным типам, противопоставляя их органоиды движения: псевдоподии и жгутики. Но оказалось, что на некоторых этапах развития у саркодовых имеются жгутики, а некоторые организмы обладают признаками как жгутиковых, так и саркодовых.

 

Саркодовые преимущественно свободноживущие простейшие, но встречаются так же паразиты.

 

Подтип саркодовые включает классы: Корненожки, Радиолярии (Лучевики), Солнечники.

 

Корненожки. Этот класс включает отряды: Амебы, раковинные амебы, фораминиферы.

 


 

  • Амебы питаются фагоцитозом. Вокруг захваченного кусочка пищи образуется пищеварительная вакуоль.
  • Размножаются делением надвое.
  • Если Эвглена зеленая двигается в сторону света (так как он ей нужен для фотосинтеза), то Амеба обыкновенная —  наоборот — движется от света. Так же амеба избегает других раздражителей.

 

Обычно рассматривают такой опыт: в каплю воды с амебой с одной стороны кладут кристаллик соли, и можно наблюдать движение амебы в обратную сторону.

 

Если амеба попадает в неблагоприятные условия, то она образует цисту, т. е. инцистируется: образует вокруг себя плотную оболочку, оставляя внутри малое количество цитоплазмы и набор нужных органоидов. В таком виде легче пережить тяжелое время.

 

  • Среди амеб есть паразитические формы. Например,  дизентерийная амеба. Питается эритроцитами. Вызывающее амебную дизентерию (амебный колит). Эти амебы питаются клетками кишечника, образуя тем самым язвы. На кульминационной стадии развития дизентерийная амеба может начать захватывать эритроциты.

 

Раковинные амебы. Они имеют схожее строение с амебами, только имеют раковину, с отверстием (устье) из которого «выглядывают» псевдоподии. Все раковинные амебы свободноживущие, обитают в пресных водах. Так как раковина не может разделиться надвое, деление происходит по-особому: образуется дочерняя особь, но она не сразу отделяется от материнской. Вокруг дочерней образуется новая раковина. Потом амебы разъединяются.

 

 

Фораминиферы — один из самых многочисленных отрядов простейших одноклеточных — корненожек. Входят в состав морского планктона. У фораминифер, как и у раковинных амеб, есть раковина.

 


 

Радиолярии очень интересные микроорганизмы, входят в состав морского планктона. Для них характерно наличие внутреннего скелета. У радиолярий наибольшее количество хромосом из всех живых существ.

 


 

Радиолярии, Фораминиферы и раковинные амебы, умирая, оставляют после себя раковины и внутренние скелеты. Скопление всего этого добра образует залежи известняка, мела, кварца и прочего.

 

Солнечники — немногочисленная группа простейших. Свое название получили из-за схожести внешнего вида псевдоподий с лучами солнца. Такие псевдоподии называются аксоподиями.

 

Тип Инфузории

 

— наиболее высокоорганизованный тип одноклеточных простейших. Обитают в морской, пресной водах. Встречаются паразиты.

 
Характерные особенности:
 

  • постоянная форма тела, благодаря наличию пелликулы;
  • для некоторых инфузорий характерны специфические защитные органеллы;
  • ядерный дуализм, т. е. наличие двух ядер: полиплоидного макронуклеуса (вегетативного ядра) и диплоидного микронуклеуса (генеративного ядра). Такая ситауция с ядрами необходима для осуществления полового процесса: конъюгации. А непосредственно размножение только бесполое: продольным делением надвое.
  • Органеллы передвижения — реснички. Строение ресничек такое же, как у жгутиков.

 

Строение рассмотрим на примере Инфузории-туфельки. Это — классика, это знать надо.

 

Инфузория-туфелька — хищник. Питается бактериями. Жертва захватывается специализированными ресничками и направляется в клеточный рот, затем следует клеточная глотка, затем пищеварительная вакуоль. Не переваренные остатки выбрасываются через  порошицу во внешнюю среду.

 

В пищеварительной системе жвачных животных обитают симбиотические инфузории, помогающие переваривать клетчатку:

 

Инфузория-трубач

 
Сувойки — инфузории ведущие прикрепленный образ жизни.
 

Тип Апикомплексы

 

включает в себя исключительно паразитических простейших. Органеллы движения только у гамет. Включает два класса: перкинсеи и споровики.

 
Среди апикомплексов  большое число паразитов человека.
 

Например, простейшие рода Плазмодии вызывают опасное заболевание — малярию.

 

Переносчиком малярийного плазмодия является малярийный комар. При укусе возбудители передаются хозяину. Плазмодии — внутриклеточные паразиты, паразитируют в эритроцитах. Поэтому одним из симптомов малярии помимо лихорадки: анемия. А что самое страшное: человек для малярийного плазмодия является промежуточным хозяином, то есть плазмодию грубо говоря «наплевать» на человека, если основного хозяина паразиты стремятся сохранить: им еще жить в нем надо и невыгодно, если он умер раньше времени. То промежуточные хозяева нужны только для определенного этапа жизни. И без разницы выживет он или нет.

 

 

Род Токсоплазмы вызывают заболевания животных — токсоплазмозы. Они паразитируют в кошках. Поэтому следует поаккуратнее контактировать с этими созданиями.

 

Тип Лабиринтулы

 

— простейшие одноклеточные свободноживущие колониальные простейшие, обитающие на морских водорослях. Ранее относили к грибам. Название такое получили потому, что колония действительно напоминает лабиринт.

 

Тип Асцетоспоридии

— простейшие одноклеточные паразиты морских моллюсков.
 

Тип Миксоспоридии

 

— паразиты рыб и многощетинковых червей. Раньше их относили к Апикомплексам, так как Миксоспоридии тоже образуют споры. Но оказалось это «разные» споры.

 

Тип Микроспоридии

 

— паразитические простейшие одноклеточные. Некоторые виды паразитируют в пчелах, что вредит пчеловодству.

 

Итак, мы рассмотрели типы царства (подцарства) Простейших одноклеточных организмов. Чтобы все знания закрепились,  давайте  посмотрим на систематику:

 

 

 Не смотря на свои небольшие размеры, простейшие одноклеточные имеют огромное значение:

 

  • простейшие входят в пищевые цепи;
  • образуют планктон;
  • выполняют роль сапрофитов, поглощая разлагающиеся останки;
  • простейшие очищают водоемы не только от гниющих остатков, но и от бактерий;
  • участвуют в образовании почв и залежей мела и известняка.
  • являются хорошими индикаторами чистоты воды.
  • автотрофные и миксотрофные простейшие, вместе с растениями выполняют очень важную миссию — пополнение атмосферы кислородом.

 
 
 

Еще на эту тему:

Обсуждение: «Простейшие одноклеточные»

(Правила комментирования)

Защита организмов. Средства пассивной защиты у растений


Ст. 197


Рассмотрите рис. 144 — 147. Каковы основные способы защиты организмов от воздействия неблагоприятных факторов внешней среды?


Для защиты растения используют жгучие волоски, шипы, млечный сок. Защиту млекопитающих обеспечивает кожный покров, а также иммунитет.


Ст. 202


1. Как одноклеточные организмы защищаются от воздействия неблагоприятных факторов внешней среды? Ответ проиллюстрируйте примерами.


Одноклеточные организмы при неблагоприятных условиях внешней среды образуют вокруг клеток защитные оболочки. Например, все бактерии снаружи клеточной стенки имеют капсулу, состоящую из полисахаридов, которая защищает клетку от различных воздействий. При наступлении неблагоприятных условий бактериальная клетка теряет воду, в результате чего её цитоплазма уплотняется и превращается в комочек, вокруг которого формируется защитная оболочка и образуется эндоспора.


Одноклеточные животные, или простейшие, при наступлении неблагоприятных условий образуют цисты.


2. Перечислите средства пассивной защиты у растений. Приведите примеры.


Многие растения имеют средства пассивной защиты от поедания животными. Например, клетки кожицы листьев и стеблей крапивы несут на своей поверхности жгучие волоски, содержащие муравьиную кислоту. Стенки волоска пропитаны известью, а конец – кремнезёмом. Такой волосок, если к нему прикоснуться, легко обламывается и царапает поверхность кожи; в царапину попадает жгучая жидкость, вызывающая у человека и животных покраснение кожи и зуд. От поедания животными некоторые растения защищены шипами – выростами кожицы стебля, как у ежевики и шиповника, или колючками – видоизменёнными побегами, как у боярышника и тёрна.


3. В чём сущность химической защиты растений от растительноядных животных, болезнетворных бактерий и вирусов? Приведите примеры таких растений.


Растения обладают также средствами химической защиты. Например, у чистотела и молочая образуется млечный сок – жидкость, содержащая химические вещества, препятствующие поеданию этих растений животными. Аналогичную роль играет смола (живица), которой заполнены смоляные ходы в органах некоторых растений, например, хвойных. Смола делает малосъедобными их ткани, препятствует попаданию внутрь растений спор паразитических грибов, так как запечатывает отверстия, образующиеся на коре при повреждениях.


Некоторые растения выделяют в окружающую среду фитонциды – летучие биологически активные вещества, вырабатываемые клетками надземных и подземных ор — ганов. Фитонциды защищают растения от болезнетворных микроорганизмов. Например, фитонциды лука, чеснока, хрена, горчицы подавляют рост и развитие многих возбудителей инфекционных болезней.


4. Какие защитные образования имеются у беспозвоночных животных?


У беспозвоночных животных кожные покровы представлены в основном клетками эпителиальной ткани. Так, ресничный эпителий у плоских червей планарий не только создаёт механическое препятствие, но и выделяет специальную слизь, убивающую бактерий. Плотная кутикула кожных покровов паразитических червей защищает их от действия пищеварительных соков организма хозяина. У членистоногих кутикула содержит хитин и дополнительно может пропитываться карбонатом кальция, придающим ей твёрдость. Клетки эпителиальной ткани моллюсков образуют особую кожную складку – мантию, которая формирует раковину, состоящую из нескольких слоёв извести и органического вещества.


5. Какое строение имеют кожные покровы позвоночных животных? Какие функции они выполняют? Ответ проиллюстрируйте примерами.


Кожные покровы позвоночных животных образованы двумя слоями: собственно кожей, или дермой и эпидермисом. Дерма хорошо развита у млекопитающих. Она представляет собой переплетение волокон соединительной ткани.


Для водных млекопитающих и зверей, живущих в холодном климате, дерма играет важную роль в защите организма от переохлаждения. В дерме расположены кожные железы, кровеносные сосуды, рецепторы и подходящие к ним нервы.


6. Что такое иммунитет? Какие органы обеспечивают иммунитет организма? Чем клеточный иммунитет отличается от гуморального? Приведите примеры клеточного и гуморального иммунитетов.


Надёжную защиту многоклеточных организмов от вторжения болезнетворных бактерий и вирусов обеспечивает иммунитет – состояние невосприимчивости к чужеродным клеткам и веществам. И хотя многие растения обладают устойчивостью к некоторым заболеваниям, реакции иммунитета хорошо выражены у высших животных, в том числе и человека, обладающих иммунной системой.


Иммунитет высших животных и человека может быть клеточным, т. е. связанным с фагоцитами – пожирателями чужеродных клеток, и гуморальным, обеспеченным антителами, которые вырабатывают лимфоциты.


Один из первых примеров гуморального иммунитета был обнаружен при переливании крови от одного человека к другому. В мембраны клеток крови – эритроцитов – встроены белки — антигены (А, В), с которыми могут реагировать антитела плазмы (а, (3) крови, в результате чего происходит склеивание эритроцитов и их гибель.

Простые организмы

Простые организмы

Прежде чем можно будет обсуждать живое существо, необходимо дать ему имя. Другими словами, каждому организму нужна идентичность. Например, тысячи лет назад китайский император изучил, попробовал и назвал сотни трав, используемых для изготовления лекарств. Эти названия сделали возможным общение о лекарственных растениях.

Позже греческий философ разделил животных на две большие группы: с красной кровью и без нее.Сегодня эти группы представляют позвоночных и беспозвоночных.

По мере совершенствования технологий ученые собирали больше информации, что повлияло на разработанные ими системы классификации. Сегодня ученые обычно соглашаются в трех основных сферах жизни. Эти домены основаны на типах клеток, и они включают архей или архебактерии, бактерии и эукарии. Последняя группа, эукарии, разделена на четыре царства: протисты, грибы, планты и животные.

Микробы

Наибольшее количество живых организмов на Земле также самые маленькие.Планету населяют триллионы и триллионы различных видов бактерий. Эти организмы являются микробами, то есть они слишком малы, чтобы их можно было увидеть без помощи микроскопа. Большинство микробов имеют диаметр менее 4/1 000 дюймов (0,1 мм).

Хотя вы не видите микробов, возможно, вы знакомы с некоторыми из их эффектов. Некоторые бактерии, например, вызывают гниение. Некоторые бактерии и вирусы вызывают заболевания. Другие микробы являются важными ингредиентами при приготовлении алкоголя, хлеба и сыра.Дрожжи — это микроб, который заставляет тесто подниматься.

Микробиология — это изучение микробов. Биотехнология — это использование микробов для производства полезных материалов для потребления человеком.

Археи

Археи, которых когда-то называли архебактериями, представляют собой одноклеточные организмы, которые, как считается, были первыми организмами, которые жили на Земле. Они процветают в чрезвычайно суровых условиях, например, в горячих источниках или в водах с высоким содержанием соли. Археи также встречаются в бескислородных и очень кислых средах, таких как пищеварительный тракт животных.Бактерии

Бактерии хорошо растут в теплых и влажных местах, но они также обитают в суровых условиях, таких как пустыни, арктическая тундра и океанские воды. Они также живут в пищеварительном тракте людей и других животных. Некоторые бактерии являются ценными разложителями. Они разрушают тела некогда живых существ, добавляя в почву питательные вещества, необходимые растениям для процветания или роста. Разлагатели также помогают предотвратить накопление мертвого вещества на поверхности Земли, в ее почве и воде.

Бактерии могут привести к порче пищи, и этот процесс можно замедлить, заморозив, отварив или высушив пищу.Некоторые бактерии вызывают заболевания, такие как ангина и туберкулез. Бактериальные заболевания можно лечить с помощью антибиотиков, таких как пенициллин, антибактериальное вещество, вырабатываемое плесенью, разновидностью грибка. Три основных формы помогают идентифицировать бактерии. Это бациллы (палочковидные), кокки (округлые) и спириллы (спиралевидные).

Эукария

Эукария включает все организмы с эукариотическими клетками или клетками, содержащими мембраносвязанные органеллы, или клеточные структуры. Организмы Kingdom Protista, или протисты, являются одноклеточными эукариотами.У некоторых есть черты растения. Другие, как Эвглена, обладают чертами как растений, так и животных. Эвглены содержат хлорофилл и сами делают себе пищу. Еще они плавают и ловят пищу.

Слизневые плесени тоже протисты. Когда пищи не хватает, клетки одного вида слизистой плесени объединяются, образуя колонии, похожие на капли вазелина. Эти капли мигрируют, чтобы воспроизвести где-нибудь еще.

Вирусы

Вирусы — это микробы, но не клетки. Многие ученые не решаются называть их живыми существами, потому что они не растут и не воспроизводятся.У них нет цитоплазмы, ядра и клеточной мембраны. Однако у них есть ядро ​​генетического материала, окруженное белковой оболочкой. Выживание вирусов зависит от живых клеток. Как только они вторгаются в живую клетку, они контролируют клетку и используют ее для производства новых вирусов. Они несут ответственность за множество болезней, включая грипп, простуду, ветряную оспу, эпидемический паротит, корь и СПИД. Считается, что причиной СПИДа является ВИЧ (вирус иммунодефицита человека). Этот вирус вредит естественной защите организма, поэтому могут поражать другие вирусы или бактерии.Будучи не в состоянии бороться с болезнетворными организмами, которые пользуются преимуществами уже ослабленной системы, организм еще больше ослабевает, и жертва умирает.

Многоклеточные организмы

Все организмы начинают жизнь как одноклеточные, но некоторые не остаются одноклеточными. Клетки в многоклеточных организмах специализируются. Их формы говорят вам, какие особые функции они выполняют.

Ткани представляют собой группы специализированных клеток. Различные виды тканей могут образовывать орган, часть тела, выполняющую одну или несколько функций.Например, сердце содержит мышечную ткань, ткань крови и нервную ткань.

Группы органов, которые работают вместе для выполнения жизненного процесса, известны как системы органов. Например, язык, зубы, желудок и кишечник являются частью пищеварительной системы. Все они работают вместе, чтобы удалить питательные вещества из пищи. Примеры простых многоклеточных организмов включают грибы и простые растения, такие как водоросли, мхи и папоротники.

Грибы

Плесень, грибок, дрожжи и грибы — все это грибы.За исключением дрожжей, грибы — многоклеточные организмы. Они живут в постоянно влажной или влажной среде.

Как и растения, грибы укореняются в одном месте. Их цитоплазма, по крайней мере, частично окружена жесткой клеточной стенкой. Однако грибы не могут готовить себе пищу, потому что они не содержат хлорофилла. Они «питаются», выделяя химическое вещество, которое переваривает органические вещества вокруг них. Грибы питаются живыми или мертвыми растениями и животными. Когда грибы прикрепляются к живым организмам, они могут вызывать множество заболеваний, одним из которых является стопа спортсмена.

Некоторые грибы размножаются путем выращивания новой клетки, называемой почкой. Другие размножаются, высвобождая крошечные репродуктивные клетки, называемые спорами.

Водоросли

Водоросли — простейшие нецветущие растения (в эту категорию также входят мхи и папоротники). Хотя все водоросли содержат хлорофилл, не все водоросли зеленые. Некоторые из них красные или коричневые. Водоросли не могут выжить без воды. Поскольку водоросли живут в воде и поглощают пищу из воды, им не нужны настоящие корни.Вода поддерживает водоросли, поэтому настоящие стебли им не нужны.

Мхи

Мхи обитают во влажных местах на суше. Как и у водорослей, у мхов нет группы специализированных клеток, переносящих воду или пищу. Вместо этого мхи зависят от диффузии, чтобы перемещать воду в свои клетки. Поскольку диффузия — медленный процесс, мхи не вырастают очень большими.

Жизненный цикл мхов состоит из двух стадий. На первом этапе производятся как мужские, так и женские клетки.Эти клетки встречаются, чтобы произвести вторую стадию — спороносное растение. Споры — это крошечные репродуктивные клетки. При созревании капсулы, содержащие споры, открываются и разносят споры. Споры могут разлетаться ветром или задевать созревшие капсулы животными. Если споры попадают на плодородную почву, они развиваются в новые растения.

Папоротники

У некоторых растений есть настоящие корни, стебли и листья, но нет настоящих семян. Вместо этого эти растения размножаются, образуя споры на нижней стороне своих листьев.Самое знакомое растение из этой категории — папоротник. Большинство папоротников живут во влажных, тенистых местах. Вместо того, чтобы тянуться к Солнцу, стебли папоротника растут горизонтально под землей.

Много лет назад бессемянные растения, такие как папоротники, были в изобилии. Когда они умирали, их хоронили, и земля давила на них. Сегодня мы выкапываем это разложившееся древнее растение и сжигаем его как уголь.

Simple English Wikipedia, бесплатная энциклопедия

Организм — индивидуальное живое существо.Живое существо распознать легко, но не так-то просто определить его. Очевидно, что животные и растения — это организмы. Организмы — это биотическая или живая часть окружающей среды. Скалы и солнечный свет — это неживая среда.

У организмов обычно есть пять основных потребностей для продолжения своего метаболизма. Им нужен воздух, вода, питательные вещества (еда), энергия и место для жизни. Однако не все живые существа нуждаются во всем этом одновременно. Многие организмы вообще не нуждаются в доступе к воздуху.

Надо немного подумать о вирусах.Нет единого мнения о том, следует ли считать их живыми. Они состоят из белка и нуклеиновой кислоты и эволюционируют, что является действительно важным фактом. Однако они существуют в двух совершенно разных фазах. Одна фаза неактивна, а неактивна. Другой находится внутри живой клетки другого организма. Тогда вирус очень активно размножается. Рассмотрим параллель с компьютерной программой. При использовании он активен; когда его нет, он полностью неактивен. Это все равно программа.

Другой пример из биологии — спора, которая представляет собой фазу распространения бактерий, грибов или некоторых растений. Они не действуют, пока не попадут в нужную ситуацию. У них есть все рабочие части, чтобы построить целостный организм, но на данный момент он выключен.

Некоторые организмы состоят из миллионов клеток. Это многоклеточные организмы. Многие можно увидеть без микроскопа.

Большинство организмов настолько малы, что их невозможно увидеть невооруженным глазом.Чтобы их увидеть, вам понадобится микроскоп. Их называют микроорганизмами. Организмы могут состоять всего из одной клетки. Их называют одноклеточных организмов или одноклеточных организмов . Примеры включают бактерии и простейшие, такие как Amoeba и Paramecium .

Проект «Древо жизни» работает над взаимоотношениями между живыми существами. Выявление LUCA (последнего универсального общего предка) — одна из его основных целей. По оценкам, в LUCA проживало около 3 человек.8 миллиардов лет назад (когда-то в палеоархейскую эпоху). [1] [2]

Универсальный общий предок как минимум в 10 2860 раз более вероятен, чем наличие нескольких предков. [3]
Модель с одним общим предком, но допускающая некоторый обмен генами между видами была … 10 3489 раза более вероятной, чем лучшая модель нескольких предков … [3]

Идея пришла от Чарльза Книга Дарвина О происхождении видов , «Следовательно…. вероятно, все органические существа, которые когда-либо жили на этой земле, произошли от какой-то одной изначальной формы … »

  1. Дулиттл, В.Ф. (2000), «Выкорчевывая древо жизни» (PDF), Scientific American , 282 (6): 90–95, DOI: 10.1038 / Scientificamerican0200-90, PMID 10710791, заархивировано из оригинала (PDF) на 2011-01-31, получено 06.06.2013. CS1 maint: параметр не рекомендуется (ссылка)

  2. Glansdorff, N .; Сюй, Y; Лабедан, Б.(2008), «Последний универсальный общий предок: возникновение, конституция и генетическое наследие неуловимого предшественника», Biology Direct , 3 : 29, DOI: 10.1186 / 1745-6150-3-29, PMC 2478661, PMID 18613974.
  3. 3,0 3,1
    Хесман Сэй, Т. (2010). «Вся современная жизнь на Земле произошла от общего предка». Новости открытия.

Нет такой вещи, как «простой» организм

Возможно, самое тщательное исследование отдельного организма привело к созданию бета-кода для основных подпрограмм жизни и показало, что даже самые простые существа сложнее, чем предполагали ученые. .

Анализ объединил информацию о регуляции генов, продукции белка и клеточной структуре Mycoplasma pneumoniae , одного из простейших самоподдерживающихся микробов.

Это гораздо ближе к «плану», чем простое считывание генома, и выявляет процессы, «которые гораздо более тонкие и сложные, чем считалось ранее возможными в бактериях», — написали биологи из Университета Аризоны Говард Охман и Рахул Рагхаван в комментариях, сопровождающих результаты, которые были опубликованы в прошлый четверг в журнале Science.

M. pneumoniae содержит только одну пятую часть генов, чем E. coli , традиционная одноклеточная модель организма. Это делает его идеальной мишенью для системных биологов, которые хотят понять, как функционируют клетки. Для них сканирование генома — лишь первый шаг. Они не объясняют, когда и почему гены включаются и выключаются, или как разные гены взаимодействуют в разное время, или как клеточные «машины» используют белки, производимые с помощью генных инструкций.

В новых исследованиях немецкие и испанские исследователи задокументировали почти каждый белок, используемый M.пневмония . Они изучили известные функции каждого из его генов и сделали записи активности генов. Они задокументировали все химические реакции внутри M. pneumoniae и нанесли на карту его физическую структуру. Затем они все это сложили.

Получилась картина удивительной сложности. M. pneumoniae нуждается всего в восьми «переключателях» генов для контроля своей молекулярной активности по сравнению с 50 в E. coli — число настолько низкое, что подразумевает другие, пока неизвестные регуляторные процессы.Группы генов, которые, как считалось, работали в унисон, действовали только периодически. В других случаях они работали изолированно или в неожиданных конфигурациях.

Результаты также показали, что топография хромосом — фактическое трехмерное расположение действующего генома, а не его линейные лабораторные показания — играет важную роль в определении того, как взаимодействуют гены.

Короче говоря, в скромном, предположительно простом M. pneumoniae происходило много всего, и многое из этого выходит за рамки того, что сейчас известно о функциях клеток.

В конце концов, тщательный аналитический подход, использованный для изучения M. pneumoniae , может быть применен к другим микробам. Полученные данные также могут быть использованы биологами-синтетиками, пытающимися синтезировать микробную жизнь. Но пока они показывают, сколько работы еще предстоит сделать, прежде чем будут поняты основные жизненные процессы.

«При линейном картировании функциональных генов редко учитывается, как клетка на самом деле выполняет эти процессы», — писали Охман и Рагхаван. «Не существует такой вещи, как« простая »бактерия.»

Изображение: из Science *, трехмерная реконструкция (слева) клетки * M. pneumoniae ; карта (справа) взаимодействий между рибосомой, производящей аминокислоты, и клеточными белками.

См. Также:

Цитаты: «Протеомная организация в уменьшенной геном бактерии». Себастьян Кюнер, Вераван Норт, Мэтью Дж. Беттс, Алехандра Лео-Масиас, Клэр Батисс, Микаэла Роде, Такуджи Ямада, Тобиас Мейда , Самуэль Бадер, Педро Бельтран-Альварес, Даниэль Кастаньо-Диез, Вей-Хуа Чен, Дэмиен Девос, Марк Гуэль, Томас Норамбуэна, Инес Раке, Владимир Рыбин, Александр Шмидт, Ева Юс, Руэди Эберсольд, Ричард Херманн, Беттина Бёсттчер С.Франгакис, Роберт Б. Рассел, Луис Серрано, Пер Борк, Анн-Клод Гэвин. Наука *, Vol. 326, выпуск 5957, 27 ноября 2009 г. *

«Сложность транскриптома в уменьшенной геном бактерии». Авторы: Марк Гуэль, Вера ван Норт, Ева Юс, Вей-Хуа Чен, Жюстин Ли-Белл, Константинос Михалодимитракис, Такуджи Ямада, Маниможиян Арумугам, Тобиас Дёркс, Себастьян Кюнер, Микаэла Роде, Микита Суяма, Сабин Шайма, Сабин Шайма Пер Борк и Луис Серрано. Наука *, Vol. 326, выпуск 5957, ноябрь.27, 2009. *

«Влияние уменьшения генома на бактериальный метаболизм и его регуляцию». Авторы: Ева Юс, Тобиас Майер, Константинос Михалодимитракис, Вера ван Норт, Такуджи Ямада, Вей-Хуа Чен, Джудит А.Х. Водке, Марк Гуэль, Сира Мартинес, Ронан Буржуа, Себастьян Кюнер, Ольга В. Летуника, Эмануэле В. Летунич Роде, Ричард Херрманн, Рикардо Гутьеррес-Гальего, Роберт Б. Рассел, Анн-Клод Гэвин, Пер Борк и Луис Серрано. Наука *, Vol. 326, выпуск 5957, ноябрь.27, 2009. *

«Изучение функционального ландшафта бактериальных клеток». Авторы Говард Охман и Рахул Рагхаван. Наука *, Vol. 326, выпуск 5957, 27 ноября 2009 г. *

Лента Брэндона Кейма в Twitter и репортажи; Wired Science в Твиттере. Брэндон в настоящее время работает над книгой об экосистемах и поворотных моментах на планете.

Организм — определение, типы и примеры

Определение организма

Организм — это отдельный человек или существо.Хотя у него может быть много отдельных частей, организм не может выжить без частей, поскольку части не могут выжить без организма. Некоторые организмы просты и содержат только информационную молекулу, описывающую, как получить энергию и воспроизвести молекулу. Другие более сложные многоклеточные организмы проходят сложные ритуалы спаривания, чтобы ввести вместе две гаплоидные клетки, которые сливаются и становятся новым организмом. Поскольку разнообразие жизни на Земле огромно, определение организма все еще меняется, и все время появляются новые определения того, что считается организмом.

Типы организмов

Ученые классифицируют организмы на 3 области и 6 царств, хотя на протяжении истории это менялось. Существует 3 признанных домена или самая широкая классификация организмов. Это бактерии, археи и эукарии.

Бактерии

В простейшем случае организмом может быть бактерия, молекула ДНК, содержащая генетическую информацию, заключенную в защитную плазматическую мембрану. Организмы стремятся отделять свои информационные молекулы от внешней среды, где изменения pH и неизвестные химические вещества могут нанести вред молекуле.Бактерии содержат свою ДНК в простом кольце и реплицируют ее посредством процесса, известного как бинарное деление. ДНК реплицируется так, что существует два кольца, и клетка делит свое содержимое пополам, каждое из которых получает одно кольцо ДНК.

Хотя бактерии — одни из самых маленьких организмов на Земле, они могут произвести огромный эффект. Считается, что почвенные бактерии могут ускорить последствия изменения климата и что бактерии в кишечнике коровы могут быть ответственны за большую часть парниковых газов в атмосфере.Другие бактерии помогают нам переваривать пищу, а некоторые могут вызывать болезни.

Archaea

Домен Archaea содержит бактериоподобные организмы, не связанные с бактериями и способные выполнять широкий спектр функций. Например, многие археи живут в самых экстремальных условиях на планете, от гидротермальных источников до озер, настолько соленых, что никакая другая жизнь не может возникнуть. Однако археи также существуют в большинстве «нормальных» местообитаний. Считается, что организмы архей, бактерий и эукариев отделились друг от друга в ранней истории жизни на Земле.Археи демонстрируют высокий уровень устойчивости к антибиотикам, и считается, что они могли развиться в ответ на простой антибиотик, продуцируемый организмами во время дивергенции.

Один из новейших генетических методов, полимеразная цепная реакция (ПЦР), основан на ферменте, продуцируемом архейским организмом, Thermus aquaticus . Фермент полимераза, продуцируемый этим организмом, очень эффективен в репликации ДНК и может работать при высоких температурах. Это хорошо, потому что для ПЦР требуется циклическое переключение ДНК на высокую и низкую температуру, чтобы воспроизвести ее быстрее.Фермент Taq-полимераза , как его называют, позволяет нам производить огромное количество ДНК за короткое время. Это увеличенное количество ДНК позволяет легко изучать генетический код организмов.

Eukarya

В эукариоте или организме, который имеет связанное с мембраной ядро ​​и органеллы, ДНК содержится в ядре, а высокоспециализированные органеллы выполняют различные функции клетки. Некоторые эукариоты становятся очень сложными многоклеточными организмами.Затем отдельные клетки группируются в ткани, которые образуют органы. Эти органы позволяют таким крупным животным, как мы, двигаться, есть и размножаться. Большинство организмов, о которых вы можете подумать, — это эукариоты.

Вся жизнь эукариот начинается с одной клетки. Клетка делится в процессе митоза и становится множеством клеток. По мере того, как клетки начинают специализироваться, им посылаются разные сигналы, химически или электрически, и они растут или изменяются по мере необходимости. Таким образом, крупные организмы могут управлять процессами своего тела за счет выделения химических веществ или через нервную систему.

Организмы в Эукарии включают 5 царств: Animalia, Plantae, Fungi, Protozoa и Chromista. Простейшие и хромистаны — это одноклеточные организмы, которые имеют мембраносвязанные органеллы и ядра. К грибам относятся грибы, плесень и дрожжи. Plantae — большая и разнообразная группа, которая включает в себя все, от одноклеточных водорослей до крупнейших организмов на планете: деревьев. Animalia содержит большую часть типичных многоклеточных организмов, которые мы могли бы увидеть в зоопарке.

Вирусы

Некоторые ученые даже считают вирусы организмами, поскольку они представляют собой самовоспроизводящиеся информационные молекулы, обычно защищенные белковой оболочкой.Затем вирус использует механизмы инфицированной клетки для самовоспроизведения. Сторонники классификации вируса как организма указывают на это, в то время как другие ученые отмечают, что в отличие от живого организма вирус не создает и не хранит энергию или механизмы для этого. В то время как споры продолжаются, важно отметить, что определение жизни не статично. Находятся новые доказательства, создаются методы наблюдения и каждый день совершаются прорывы. Возможно, совсем скоро жизнь будет найдена на другой планете, которая действует совершенно иначе, чем жизнь на Земле.

Примеры организмов

Пчелы

Пчелы являются примером организмов, которые живут в обществе. Многие пчелы собирают сладкий нектар с цветов, которые они хранят в своем улье. Они защищают улей и сообща работают над его постройкой и ремонтом. Улей обычно прикреплен к другому организму — дереву. Это пример мутуалистических отношений между организмами. Пчёлам предоставляется место на земле, вдали от медведей и других животных, которые хотят есть их мед.Дерево снабжено источником опыления для размножения. Пчелы также являются крупными опылителями сельскохозяйственных культур. Фактически, было подсчитано, что без пчел урожай на миллиарды долларов не смог бы опыляться. Это пугающий факт, учитывая, что количество пчел во всем мире сокращается на протяжении десятилетий.

Ленточные черви

Ленточные черви являются примером паразитического организма или организма, который для выживания питается другими организмами. Ленточный червь живет в кишечнике млекопитающих и питается растворенными питательными веществами, которые млекопитающее с таким трудом собирает.Ленточные черви размножаются в кишечнике, откладывают яйца в фекалиях, а новые животные подвергаются воздействию при контакте с яйцами, которые могут оставаться в состоянии покоя в почве в течение многих лет. Паразитизм — это тип взаимоотношений между организмами, при котором один организм получает выгоду, а один организм страдает. Одиночные паразиты не часто убивают своего хозяина, потому что при этом они теряют дом. Однако сильное заражение паразитами может привести к недоеданию и даже смерти, если не лечить.

Большая белая акула

Большая белая акула, считающаяся вершиной пищевой цепи в океане, является основным хищным организмом.Обостренное обоняние акулы позволяет ей отслеживать запах крови на многие мили под водой, приводя ее к раненым животным и трупам, которые она может поглотить. Большая белая акула — одна из немногих, когда-либо задокументированных акул, выпрыгивающих из воды при ударе по добыче. Большие белые часто питаются тюленями, которые очень подвижны и могут опередить акулу. Однако акулы обычно бьют снизу, оттачивая тюлень и поражая его на большой скорости. Клетки вокруг рта акулы чувствительны к небольшим электрическим импульсам, испускаемым добычей, и акула может буквально почувствовать свою добычу, прежде чем она ее коснется.Это делает большую белую особь хищным организмом.

  • Органелла — мембраносвязанный мешок, который выполняет определенную функцию для клетки.
  • Орган — Набор тканей или группа клеток в организме, которые специализируются на определенной функции организма.
  • Эукариотическая — клетка с мембраносвязанными органеллами и ядром.
  • Прокариотическая — Клетка без мембраносвязанных органелл или ядра.

Викторина

1. Один синий кит весит почти 40 000 фунтов. Колония осиновых деревьев с общей корневой системой, полученных из одного и того же семени, весит почти 13 000 000 фунтов. Общий вес всех бактерий на Земле составляет примерно 1,1 x 1014, или 110 000 000 000 000 фунтов. Какой самый большой организм на Земле?
A. Blue Whale
B. Aspen Tree
C. Бактерии

Ответ на вопрос № 1

B правильный.Хотя синий кит массивен, он не может сравниться с клоновой осиной рощей. Хотя деревья для нас выглядят как особи, все они связаны с массивной подземной корневой системой. Считается, что самому старому известному дереву, «Пандо», 80 000 лет. Бактерии, будучи массивными вместе, представляют собой триллионы отдельных организмов, каждый из которых независим друг от друга. Убери одну бактерию, с остальными все будет хорошо. Могут быть потеряны корни Пандо и миллионы деревьев. Именно поэтому осина является самым большим живым организмом.

2. Многие растения дают потомство в виде семян. Чтобы создать семена, мужская гамета должна соответствовать женской гамете, и должно произойти оплодотворение. Это может произойти со многими яйцами одновременно, и многие растения одновременно готовят огромное количество семян. Вы видите во дворе одуванчик. Желтые лепестки трех разных цветов были заменены белым слоем, соединенным с сотнями семян. Сколько организмов присутствует?
A. 1
B. <300
C. > 300

Ответ на вопрос № 2

C правильный. Само растение представляет собой 1 организм. Каждое семя также представляет собой отдельный организм, потому что они были созданы после того, как две гаплоидные клетки создали зиготу. Эта зигота может стать целым растением. Таким образом, с 3 цветками и более чем сотней семян в каждом растении одуванчика присутствует более 300 организмов. Прохладный!

3. Инопланетяне посещают нашу планету. Они добавляют нас к своей категоризации жизни как области «Землярия».Были бы они неправы?
A. Да
B. Нет
C. Hmm…

Ответ на вопрос № 3

B правильный. Системы классификации — это просто представление о различных отношениях между животными. Поскольку считается, что вся жизнь на Земле имеет один и тот же корень, ученые сосредоточены на отношениях между жизнью на Земле. С точки зрения инопланетянина, было бы вполне разумно классифицировать все земные организмы вместе.

Мы построили простейшую ячейку в мире, но не знаем, как это работает.

Идея была смелой, радикальной и даже опасной. Можно ли построить с нуля живой организм, который был бы меньше, проще, больше голых костей, чем все живое сейчас? Можем ли мы упростить саму природу и, может быть, взглянуть на необработанный механизм — секретную формулу природы — для сущности жизни?

Мы — ты и я — забиты рабочими частями. В клетке человека более 20000 генов, у плодовых мушек — 13000, у дрожжевых клеток — 6000.Но если мы поищем самых простых существ на планете, мы найдем крошечную бактерию, которая счастливо живет в пищеварительном тракте коров и коз: Mycoplasma mycoides .

Он построен по очень скромной схеме — всего 525 генов. Это одна из самых простых форм жизни, которую мы когда-либо видели.

The Big Dare

Итак, — предложил Крейг Вентер восемь лет назад, почему бы не сделать следующий шаг и не попытаться разработать что-то еще более простое? Новая форма жизни с еще меньшим количеством частей? Вентер, пожалуй, самый хитрый и знаменитый предприниматель в области биологии (известный тем, что подтолкнул великую расу к созданию человеческого генома).Он собрал отличную команду клеточных биологов и спросил: «Если мы задумаемся, сможем ли мы лишить жизни настолько голого, что мы создадим живое, воспроизводящееся существо, скажем, всего лишь с 500 генами?» Или 400? Или 300? Как пела Чабби Чекер (несколько лет назад, танцуя в подвешенном состоянии): «Как низко ты можешь идти?»

В прошлом месяце мы получили ответ.

24 марта Вентер и его команда ученых представили искусственную клетку, урезанную до 473 гена — звучите в трубку! Самое простое существо на свете. Они называют это JCVI-syn3.0 (Это институт Дж. Крейга Вентера, третья попытка). Это не Боттичелли красиво.

Все представленные фотографии сделаны Томом Диринком и Марком Эллисманом из Национального центра исследований изображений и микроскопии Калифорнийского университета в Сан-Диего

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Вообще-то скучно. «Он не делает ничего волшебного, кроме как живет, ест и самовоспроизводится», — говорит Вентер. Но опять же, восклицает он, это «первый дизайнерский организм в истории».

Большой шок

Но это также — и никто этого не ожидал — глубоко загадочный. Почти досадно. Люди, построившие эту камеру, знают, что она живая. Он воспроизводится в лабораторной посуде каждые три часа. Да, у него 473 гена, и почти каждый считается важным. «Вы не можете жить без всех, кроме одного или двух генов в этом геноме», — говорит Вентер.

Вот как они создали эту штуку: они начали с бактерии из кишечника козла, скопировали ее химический состав, загрузили ее, а затем, один за другим, они изучили каждый ген и удалили его.Если бактерия погибла, ее вернули — это было необходимо. Если нет, то пошло.

Но теперь, глядя на 473 выживших, как ни странно, команда Вентера понятия не имеет, почему это этих гена? Почему , а — те, которые нужны для жизни? (Во всяком случае, ради жизни этого существа.) Что именно они делают? И ответ … они не знают.

«Это очень скромный набор экспериментов, — говорит Вентер.

Это , сколько они не знают, это действительно шокирует.

Из 473 генов 324, или 68 процентов, явно используются для домашнего хозяйства. Они производят белки, защищают ДНК, восстанавливают клеточную мембрану. Обычная штука.

Примерно 32 процента всех генов, или 149 генов, не имеют известной функции. «Мы не знаем, что они дают и почему они необходимы для жизни», — сказал Вентер Ире Флэтоу в программе PRI’s Science Friday.

Некоторые из «Неизвестных» — около 70 — кажутся структурно знакомыми. Ген может выглядеть, скажем, так, как будто он что-то переносит в клетку или из клетки, но «мы не знаем, что он на самом деле транспортирует», — говорит Вентер.Его команда может повозиться с окружающей средой в камере, чтобы увидеть, нужны ли транспортеры. Есть способы проб и ошибок выяснить, что делают некоторые из этих генов.

Но затем идут все неизвестные — черные дыры.

The 79 Mysteries

В этой группе 79 генов, которых никто раньше не видел. «Мы не знаем, что они делают, — говорит Вентер. «Это, вероятно, самый важный вывод, — сказал он Science Friday, — и это расстраивает, это унизительно…»

Когда они начали этот проект, команда Вентера вообразила, что после многих лет, потраченных на сравнение геномов человека, геномов мышей, геномов плодовых мух, геномы дрожжей и геномы растений, биология имела рабочий сценарий того, что производит жизнь.Они думали, что знают основные части — или большинство из них. Но правда в том, что они этого не сделали.

«Научное сообщество в основном страдает от заблуждения, что мы действительно знаем всю биологию», — говорит Вентер. «Мы действительно похожи на пришельцев с другой планеты, пытающихся … понять, что делают эти части».

Еще более унизительно то, что эти «неизвестные» гены делали то, что они делают, в течение миллионов лет (или, как говорят биологи, они были «законсервированы» эволюцией) по какой-то важной причине.

Так как же мы могли их не узнать? Как могла простейшая форма жизни быть неизвестной на треть?

В сущности жизни мы упустили кое-что, — думает Вентер.

Возможно, говорит он, жизнь не строится из независимых частей, как что-то в механическом цехе. Может быть, вы не сможете взять кучу хорошо известных генов, соединить их вместе, каждый делает свое дело, а затем, когда вы закрутите последний винт, внезапно — ШАЗАААМ! — возникнет новое существо. Вместо того, чтобы сосредотачиваться на генах, возможно, нам следует рассмотреть всю операционную систему — не гены, а «геном», как функционирующее целое.

Жизнь не может быть машинной. Мы можем быть оркестровыми.

Гены шепчутся. Они усиливаются. Они включают и выключают другие гены и делают их громче, тише и даже тише. Они вызывают каскадные эффекты, отправляя ноты через систему, которые возвращаются, создавая петли внутри петель. Живое существо может быть постоянно меняющейся мелодией, управляемой ее постоянно меняющимися частями.

Слишком долго, думает Вентер, биологи концентрировались на генах того и другого. «Мы не можем просто смотреть на функцию гена», — говорит он.Что могут делать эти 79 таинственных генов — во всяком случае, некоторые из них — они могут соединять части вместе, чтобы они соответствовали друг другу, складывались и напевали себя.

Может потребоваться время, чтобы понять, как они это делают. Может, надолго. Жизнь, кажется, мрачно (богато?) Сложна.

Quia — Блок 2- Простые организмы

A B
Бактерии одноклеточные организмы, не имеющие клеточного ядра, единственная форма — бактерии.
микроскопический можно увидеть при увеличении в микроскоп.
прокариот клетка, не имеющая ядра.
нуклеоид область цитоплазмы, где находится ДНК клетки.
жгутиков плетевидная структура, которая перемещает простые организмы вокруг.
грамположительных относится к бактериям, которые реагируют на определенный краситель, становясь пурпурным.
грамотрицательные относится к бактериям, которые не реагируют на определенные красители.
архебактерии царство одноклеточных организмов без ядра клетки; большинство из них живут в очень суровых условиях.
анаэробный не может выжить в присутствии кислорода.
антибиотики лекарства, убивающие болезнетворные бактерии.
эубактерии одноклеточные организмы без клеточного ядра, более сложные, чем архебактерии.
бациллы палочковидные бактерии; единственная форма — палочка.
кокки круглые или овальные эубактерии; единственная форма — кокк.
спирилла спиралевидные бактерии; единственная форма — spirillum
двойное деление воспроизведение путем разделения на две части для получения двух идентичных клеток.
вирусов небольших болезнетворных частиц, содержащих РНК или ДНК, но не отвечающих критериям живых организмов.
простейший простой организм с клеточными стенками и ядрами; многие из них одноклеточные, но некоторые имеют много клеток.
эукариот клетка, имеющая ядро.
водоросли растительные протисты, имеющие хлорофилл и подвергаемые фотосинтезу; единственная форма — водоросль.
цветение водорослей резкое увеличение количества водорослей в водоеме.
простейших простейших, которые во многих отношениях ведут себя очень похоже на животных.
псевдопод временные «ступни» цитоплазмы, используемые амебами для передвижения и ловли добычи.
реснички крошечные, волосковидные выступы.
паразитов организмов, которые живут в других организмах, на них или вместе с ними, обычно получают пользу, причиняя вред хозяину.
плазмодий сообщество плесневых грибов
споры небольшие репродуктивные тела у некоторых простейших, грибов и растений.
грибов организмов, которые имеют клеточные стенки и не продуцируют хлорофилл. Примеры: грибы, плесень, дрожжи.
филамент нитевидные цепочки клеток, из которых состоят грибы.
гиф длинная нитевидная цепочка клеток, которая является основной структурой гриба.
мицелий в грибах — переплетенный мат, состоящий из ветвящихся гиф.
прорастают начинают расти.
лишайник симбиотические отношения между водорослями и грибами.
симбиотический тесная связь между двумя разными организмами, в которой оба организма выигрывают от ассоциации.

Ученые создали простейший из когда-либо известных организмов

Два десятилетия спустя в выпуске журнала Science за эту неделю группа Вентера опубликовала один из возможных ответов. В их исследовательском отчете описывается новый организм, который они собрали, используя всего 473 гена.Это дает ему наименьший из известных живых существ геном, способный воспроизводиться самостоятельно. (Для сравнения, у каждого человека около 20 000 генов).

«Вы не можете жить без всех, кроме одного или двух генов в этом геноме», — говорит Вентер.

Маленькая клетка знаменует собой один постепенный шаг в более крупной, двуединой схеме: понять, какие гены необходимы для жизни, и, в конечном итоге, разработать то, что могло бы быть процессом массового производства — армии клеток, которые могли бы выплюнуть практически любую молекулу. это желательно.

Чтобы создать упрощенную бактерию, которую ученые сейчас называют JCVI — syn3.0, они начали с уже очень простой бактерии — Mycoplasma mycoides . В естественном состоянии M. mycoides является паразитом, обнаруженным у крупного рогатого скота и коз. Затем ученые создали небольшой бактериальный рай — материал, на котором бактерии могли бы жить, и который обеспечил бы им всю пищу, которую они когда-либо хотели. Затем они начали выбрасывать гены.

(Вы когда-нибудь слышали о японском организаторе Мари Кондо, которая дает советы о том, как убрать беспорядок в домах, беря каждый предмет в нем и спрашивая, стоит ли его хранить? Эти биологи применили тот же подход к M.mycoides геном.)

Если ген можно было удалить без нарушения способности клетки жить, расти и воспроизводиться, это считалось несущественным. Это пошло. Они выбросили кучу генов, участвующих в транспортировке и метаболизме различных видов пищи, поскольку в клетке, с которой они работали, было много сахара, чтобы поддерживать ее работу. Они сохранили почти все гены, ответственные за чтение генетического материала и создание новых. Они также сохранили несколько, которые позволяли клетке воспроизводиться достаточно быстро, чтобы они могли наблюдать этот рост в лаборатории.И они добавили определенную ДНК, которая могла служить «водяным знаком», указывая на лабораторию, которая ее собрала — Институт Дж. Крейга Вентера.

Основываясь на оценках, которые биологи делали на протяжении десятилетий, команда Вентера пришла к выводу, что модифицированной бактерии потребуется всего около 250 генов, чтобы выжить. Но, по словам Вентера, для этого потребовалось гораздо больше генов.

Например, исследователям также пришлось оставить 149 генов, которые, по-видимому, необходимы для выживания клетки, хотя они не знают, что на самом деле делает этот генетический материал.«Многие из этих генов, вероятно, кодируют универсальные белки, функции которых еще предстоит охарактеризовать», — сообщают ученые. Они говорят, что есть версии этих генов у множества разных организмов.

«Примечательно, что в их минимальном геноме все еще так много генов, о которых мы ничего не знаем, кроме того, что они необходимы», — говорит Шотсу Дрю Энди, биоинженер из Стэнфордского университета, который не принимал участия в этом исследовании. «Только когда вы пытаетесь что-то построить, вы обнаруживаете, что действительно требуется», — говорит он.

У многих организмов, включая человека, есть наборы генов с неизвестными функциями. Это, по словам Вентера, следующий шаг: выяснить, что, черт возьми, на самом деле делают все эти важные гены.

«Если мы не можем понять, что происходит в клетке с менее чем 500 генами, представьте, насколько сложно будет понять наши 20 000 генов в геноме человека», — говорит Вентер. «Итак, для понимания всей жизни важно понимать основные компоненты».

У группы также есть долгосрочная цель: разработать специальные ячейки, которые могли бы массово производить химические вещества, которые сейчас трудно производить.

«Наше долгосрочное видение заключалось в разработке и создании синтетических организмов по запросу», — говорит Дэн Гибсон, синтетический биолог из Института Вентера и автор статьи. «Мы считаем, что эти клетки станут очень полезным шасси для многих промышленных применений, от медицины до биохимии, биотоплива, питания и сельского хозяйства», — говорит он.

Он и его коллеги рассматривают свою «минимальную ячейку» как полезную отправную точку. Вентер описывает камеру как нечто вроде рамы автомобиля.

«Вначале, например, Rolls Royce или Bugati, они делали раму автомобиля с двигателем и поставляли ее множеству различных производителей кузовов, которые стилизовали и создавали автомобили, отличающиеся друг от друга, но все они были основаны на такое же шасси », — говорит он.

Точно так же, говорит он, минимальные клетки различных видов могут служить отправной точкой для инженерных клеток, которые переваривают или производят определенные химические вещества. «Это базовый компонент, к которому мы можем что-то добавлять», — говорит Вентер, подобно гену глубоководного существа, который позволяет клетке есть углекислый газ и выплевывать метан — топливо.

«Вы можете сконструировать клетки и выбрать желаемый тип метаболизма», — говорит Вентер. «Если у вас есть кассета этих генов, которую вы можете просто подключить, это позволит дизайну развиваться намного быстрее», — говорит он.

Поскольку в клетках не было бы лишних генов, как объясняют исследователи, их было бы легче спроектировать. И организация генов по их функциям была бы полезной.

Такой вид генной инженерии можно рассматривать как разумный дизайн для целей массового производства — всего, от фармацевтических химикатов до топлива, поэтому подобная работа Института Вентера на протяжении многих лет частично финансировалась Университетом США. .S. Министерство энергетики и Агентство перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США. (Большая часть финансирования этих ученых поступает от предприятий Вентера, пожертвований некоммерческого института и коммерческой компании, которую он основал под названием Synthetic Genomics, Inc.)

Synthetic Genomics, Inc. уже подала заявку на патент на процесс создания этого минимального генома.

Джордж Черч, еще один пионер в области геномики и профессор генетики в Гарвардской медицинской школе, говорит, что процесс, описанный командой Вентера в исследовании на этой неделе, еще далек от этих приложений.

«Я думаю, что главная причина, по которой его следует праздновать, заключается в том, что это достижение 20-летней цели», — говорит Черч. Создать минимальный бактериальный геном непросто, и это вносит вклад в фундаментальную науку. «Это плод любви в довольно необычном научном проекте в течение 20 лет», — говорит он.

Тем не менее, это достижение еще далеко от революционных изменений в генетических манипуляциях, говорит Черч, отмечая, что ученые манипулировали геномами раньше и создавали минимальные геномы в прошлом.Они также поместили новую ДНК в существующие организмы, используя такие методы, как CRISPR. Этот метод, например, позволил ученым отредактировать части генома свиньи, чтобы из него можно было создавать органы, которые человеческое тело не отвергло бы во время трансплантации.

Метод, описанный в опубликованном в четверг исследовании — для конструирования всего генома и размещения его в клетке — «не доказал свою эффективность ни в одном организме, кроме Mycoplasma mycoides», — говорит Черч. «Это даже не работает в Mycoplasma genitalium , когда я проверял в последний раз.»Это очень близкий родственник M. mycoides.

И чтобы добраться до того момента, когда люди могут создавать целые геномы для производства химикатов или биотоплива, необходимо показать, что весь процесс является быстрым, рентабельным и широко применимым, добавляет Черч.

А пока, говорит он, давайте не будем забывать, что вся эта область вызывает некоторые хитрые «а что, если». Например, что, если искусственно созданный организм случайно вылез из лаборатории?

«Большинство организмов, которыми мы манипулируем в лаборатории, настолько слабы, что не выжили бы вне лаборатории, — говорит Черч, — так что с точки зрения безопасности это, вероятно, решенная проблема для этих очень слабых штаммов.«

Но, по его словам, «все, что имеет шанс — даже небольшой шанс — распространения в дикой природе, должно быть чем-то, с чем мы должны быть очень осторожны [с], и иметь механизмы, чтобы ограничить это и / или обратить его вспять».

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *