Бір клеткалылар патшалық тармағы
Бірклеткалылар (Protozoa): жалпы сипаттама
Бірклеткалылар (Protozoa) — морфологиялық құрылысы жағынан бір ғана клеткадан тұратын, бірақ тіршілік қызметтері бойынша толыққанды дербес организм ретінде өмір сүретін жануарлар. Олар жеке организмге тән зат алмасу, тітіркену, қозғалу, өсу-даму, ортаға бейімделу, ас қорыту, зәр шығару, тыныс алу сияқты қызметтердің бәрін атқарады.
Ұйымдасу деңгейі
Клеткалы деңгейдегі организмдер
Мөлшері
3–4 мкм-нан 2 мм-ге дейін
Нақты мысалдар
Инфузория-стентор ~1,5 мм; спиростомум ~3 мм
Өлшем алуандығы және ғылымға танылуы
Өлшемдерінің шеті
Кейбір қазбалы тамыраяқтылар — нуммулиттердің қабыршағының диаметрі 2,5–3 см-ге жетеді. Сондай-ақ поляр теңіздеріндегі кейбір фораминифералардың қабыршағы 2–3 см болуы мүмкін.
Тарихи дерек
Қарапайымдылар микроскоп жасалғаннан кейін ғана, XVII ғасырдың екінші жартысынан бастап ғылымға кеңінен белгілі бола бастады. Олардың бірклеткалы организм екендігі туралы түсінікті XIX ғасырдың ортасында Келликер мен Зибольд нақтылады.
Клеткалық құрылым: цитоплазма және ядро
Негізгі компоненттер
Қарапайымдылардың денесі екі негізгі компоненттен тұрады: цитоплазма және ядро. Құрылысы алуан түрлі болғанымен, клеткаға тән белгілер мен қызметтер сақталады.
Жарғақ және пелликула
Цитоплазманың сыртқы жарғағының қалыңдығы шамамен 7,5 нм (1 нм = 10−9 м). Ол негізінен белоктар мен липидтерден тұрып, клеткаға енетін заттарды реттейді. Көп түрлерінде қосымша құрылымдар сыртқы қабатты қалыңдатып, беріктік береді де, пелликула тәрізді тығыз қабық қалыптасады.
Цитоплазма қабаттары
Цитоплазма көбіне екі қабат ретінде сипатталады: сыртқы — тығыздау, ашығырақ қабат және ішкі — қоймалжың, түйіршікті қабат. Мұнда жалпы клеткалық органоидтар: митохондриялар, эндоплазмалық тор, рибосомалар, Гольджи аппараты және басқалары орналасады.
Органоидтар және арнайы органеллалар
Белгілі бір қызмет атқаратын клетка бөліктері органоидтар (немесе органеллалар) деп аталады. Қарапайымдыларда жалпы органоидтардан бөлек, арнайы қызметке бейімделген құрылымдар да кездеседі: тірек және жиырылғыш талшықтар, ас қорыту вакуольдері, зәр шығару вакуольдері және т.б.
Арнайы қызметтер: сезіну, қоректену, осмореттеу
Жарықты сезу
Кейбір қарапайымдылар жарықты жарық сезгіш органелла — көзше арқылы ажыратады. Көзшенің ультрақұрылысы құрамында цитоплазмаға батып жатқан өзгерген талшық тәрізді элементтер болатынын көрсетеді.
Ас қорыту
Ас қорыту құрылымдары қарапайым деңгейдегі ас қорыту вакуольдерінен бастап, біртіндеп күрделеніп клеткалық ауыз, ауыз ойысы, жұтқыншақ тәрізді бөлімдерге дейін жетуі мүмкін.
Зәр шығару және осмореттеу
Жиырылғыш вакуольдер метаболизмнің сұйық өнімдерін сыртқа шығарып қана қоймай, организмге сырттан енген артық судан арылтып, осмостық тепе-теңдікті сақтауға қатысады. Теңіз қарапайымдылары мен паразит формаларында жиырылғыш вакуольдер жиі болмайды: қоршаған ортаның осмостық қысымы жоғары болғандықтан, сұйық қалдықтар көбіне бүкіл денесі арқылы бөлінеді.
Ядро: құрылысы және генетикалық ерекшеліктері
Ядро құрылысы
Қарапайымдыларда бір немесе бірнеше ядро болуы мүмкін. Ядро қабықшасы екі қабатты, онда көптеген тесіктер (поралар) болады. Ядро кариоплазмадан, оның ішіндегі хроматин материалынан және ядрошықтардан тұрады.
Хроматин — ДНҚ мен гистон тәрізді белоктардан құралған, хромосомаларға ширатылатын материал. Ядрошықтар РНҚ мен белоктарға бай, рибосома түзілумен байланысты құрылымдар.
Хромосома жиынтығы және өзгерістері
Хромосома жиынтығы кей түрлерде гаплоидты (көпшілік талшықтылар мен споралылар), ал кейбірінде диплоидты (инфузориялар, опалиналар, саркодалылар) болуы мүмкін. Хромосома саны 2–4-тен 100–125-ке дейін өзгеруі ықтимал.
Кей жағдайда хромосома жиынтығы бірнеше есе көбейіп, полиплоидты ядро түзіледі. Мысалы, инфузориялардың макронуклеусы және кейбір радиолярия ядролары полиплоидты болуы мүмкін (хромосома саны 500-ге дейін). Полиплоидиялану — клеткалық деңгейдегі эволюциялық жетілудің бір жолы ретінде қарастырылады.
Ядроның мамандануы және бөлінуі
Кейбір топтарда ядро генеративті және вегетативті бөліктерге жіктеледі (инфузорияларда, кейбір фораминифераларда және миксоспоралыларда). Ядроның негізгі бөліну типі көпклеткалылардағы сияқты — митоз (кариокинез).
Көбею және тіршілік циклы
Қарапайымдылар жыныссыз және жынысты жолдармен көбейеді. Көпклеткалылардың сома (дене) клеткаларымен салыстырғанда, қарапайымдыларға тән маңызды айырмашылық — тіршілік циклының айқын болуы. Тіршілік циклы белгілі заңдылықпен қайталанып отыратын кезеңдердің тізбегінен құралады.
Циклдың негізгі кезеңдері
- Зигота кезеңі (көпклеткалылардағы ұрықтанған жұмыртқаға ұқсас бастау).
- Бір немесе бірнеше рет қайталанатын жыныссыз көбею (клетканың бөлінуі арқылы).
- Гаметалардың түзілуі және қосылуы нәтижесінде жаңа зиготаның пайда болуы.
- Зиготаның вегетативті кезеңге өтуі және қайта бөлінулері.
Цисталану: қолайсыз жағдайдан қорғану және таралу
Цистаға айналу қалай жүреді?
Көпшілік қарапайымдылардың маңызды биологиялық ерекшелігі — цисталану, яғни қолайсыз орта жағдайында (кеуіп кету, суықтың түсуі және т.б.) тіршілігін сақтап қалу. Бұл кезде организм қозғалу органеллаларын жоғалтады немесе тартып алады, домалақтанады, көп мөлшерде су шығарады, цитоплазма тығыздалып, зат алмасу бәсеңдейді және сыртында тығыз қабық түзіліп, тыныштық күйге өтеді.
Цистаға айналар алдында цитоплазмада қоректік заттар қоры жиналады. Қолайлы жағдай қалпына келгенде циста жарылып, қарапайымдылар қайтадан белсенді, қозғалмалы дарақ ретінде сыртқа шығады.
Ұзақ сақталу және таралу
Қарапайымдылар циста күйінде өте ұзақ уақыт тіршілігін сақтай алады (5 жылдан 16 жылға дейін). Мысалы, Peridinium cinctum түріне жүргізілген тәжірибеде цисталардың 16 жылға дейін өміршеңдігі байқалған.
Цисталар желмен алыс қашықтықтарға таралып, қарапайымдылардың жер шарында кең таралуына ықпал етеді. Осылайша, цисталану қорғаныш қана емес, сондай-ақ таралуды қамтамасыз ететін механизм.
Таралуы және практикалық маңызы
Тіршілік ортасы
Қарапайымдылар Жер бетінде өте кең таралған. Көпшілігі теңізде тіршілік етеді. Кей түрлері әртүрлі тереңдіктегі бентостың құрамына кіреді — литоральдан абиссальға дейін (фораминифералар, талшықтылар, инфузориялар).
Радиоляриялар, талшықтылар мен инфузориялардың көптеген түрлері теңіз планктоны ретінде кездеседі. Ал тұщы суларда (талшықтылар, инфузориялар, тамыраяқтылар) бентос пен планктон құрамына жиі кіреді. Кейбір түрлері ылғал топырақта да тіршілік етеді.
Паразитизм және қолданбалы мәні
Қарапайымдылардың барлық кластары ішінде паразитизм кең таралған. Паразит түрлердің көпшілігі адамда, үй және кәсіптік жануарларда қауіпті аурулар туғызуы мүмкін, ал кейбірі өсімдіктерде паразиттік тіршілік етеді.
Осыған байланысты қарапайымдылардың медицинада, ветеринарияда және ауыл шаруашылығында практикалық маңызы өте зор. Олардың кең таралуы көптеген топтарының биологиялық прогресін және әртүрлі тіршілік орталарына жоғары бейімделгенін көрсетеді.