Участок колонии вольвокса (сильно увел.). 1 – отдельные клетки; 2 – цитоплазматические мостики между клетками
Для того чтобы познакомиться с простейшими поближе, больших усилий не требуется. Достаточно взять пробу воды из пруда, канавы или просто из лужи. Брать пробу нужно чистой баночкой у самого берега водоема, где простейшие более многочисленны и разнообразны. Наполнив баночку водой наполовину, следует положить туда опавшей перегнившей листвы, ряски и обязательно немного ила со дна. Гниющими остатками растений питаются многие простейшие, а некоторых в придонный слой привлекает не детрит, а бактерии, которые в большом количестве размножаются на мертвой органике. Большие любители полакомиться бактериями – известные каждому школьнику инфузории–туфельки, названные так за форму клетки, действительно напоминающей туфельку.
После того как вода в баночках немного отстоится, можно прямо на месте провести первичный анализ проб. Для этого баночки просматривают на свет с помощью обычной лупы. Даже таким образом удается отличить многих простейших, особенно крупных инфузорий: темных похожих на фунтик из–под семечек трубачей, червеобразных спиростомумов и бочонкообразных бурсарий. И даже сравнительно мелкие организмы, например инфузории туфельки, видны как белые черточки, быстро снующие в различных направлениях.
Инфузории
Крупные инфузории трубач (слева) и бурсария (справа) видны невооруженным глазом. Край ротовой воронки (1) трубача покрыт ресничками (2), которые загоняют в ротовое отверстие пищу трубача – бактерии и мелкие водоросли. Бурсария прозрачна, поэтому внутри клетки хорошо видно лентовидное ядро (3) и темные пищевые вакуоли (4), в которых происходит переваривание пищи. Бурсария – хищница, и питается другими инфузориями и жгутиконосцами, которых загоняет в ротовое отверстие (5) движением ресничек.
Если в баночке вы заметили 5–6 инфузорий любого вида, то можно сказать, что это место очень удачно для сбора простейших. Если вы не обнаружили микроорганизмов – не стоит расстраиваться – возьмите еще воды из разных мест, простейшие не всегда попадают в пробу с первого раза.
Для того чтобы ближе познакомиться с простейшими, можно попытаться подержать их в неволе. Это совсем несложно. Баночку с отобранными пробами нужно поставить на окно и добавить в воду 5–10 капель некипяченого молока. Простейшие – неприхотливые организмы, и особенного температурного режима для их содержания не требуется. А молоко стимулирует размножение бактерий, которыми многие из них питаются, кроме того, некоторые простейшие и сами очень даже не прочь разнообразить свое меню молочными продуктами.
Чтобы лучше рассмотреть простейших, в часовое стекло пипеткой набирают жидкость (1–2 мл) из верхней части банки, у освещенных стенок и со дна и внимательно просматривают пробу с помощью лупы. Подвижные инфузории хорошо заметны под увеличительным стеклом, гораздо сложнее заметить амёбу. Больше всего амёба напоминает маленький полупрозрачный сероватый комочек, который медленно передвигается по дну сосуда, постоянно меняя свою форму.
Если рассмотреть каплю взятой вами воды под микроскопом, вы увидите огромное множество разнообразных простейших: покрытую ресничками инфузорию–туфельку, ее врага – хищную инфузорию бурсарию, эвглену зелёную, которую легко отличить по красному глазку, зеленой окраске и единственному жгутику. (Чтобы поймать эвглену, пробу лучше брать ближе к поверхности воды на хорошо освещенных участках водоема. Как вы думаете, почему?)
Фагоцитирующая амёба. 1 – ложноножки
Внешний вид простейших поражает своим разнообразием. Одни стремительно движутся в воде с помощью многочисленных ресничек или длинных жгутиков, другие неподвижно сидят на одном месте. Некоторые окрашены в яркий зеленый цвет, в то время как другие едва заметны на фоне мутной воды. Большинство состоят из одной клетки, но есть среди простейших и такие, которые ведут "общественный" образ жизни, образуя многоклеточные колонии. На первый взгляд все эти существа так сильно отличаются друг от друга, что совершенно непонятно, почему ученые объединяют их в одну отдельную систематическую группу – царство простейших.
Особенно сильно бросается в глаза отличие зеленых, способных к фотосинтезу "растительноподобных" простейших (эвглена зелёная, хламидомонада, вольвокс) от "животноподобных" амёб и инфузорий, которые питаются, активно захватывая добычу. Так почему бы не относить "растительноподобных" простейших к царству растений, а "животноподобных" – к царству животных? На этот непростой вопрос мы попытаемся ответить в следующем рассказе.
Растения или животные?
На первый взгляд эвглена зелёная – это настоящее растение, только одноклеточное. А как же иначе, если она содержит хлорофилл и, соответственно, способна к фотосинтезу? Но мы не будем торопиться с выводами. Давайте вспомним, какие признаки помимо способности к образованию органических веществ из неорганических, характерны для представителей растительного царства. Первое, растения не способны активно перемещать свое тело в пространстве. Двигаться–то они могут: клевер и кислица складывают листочки перед дождем, корзинка подсолнечника поворачивается вслед за солнцем, все растения могут поворачивать листья к свету. Но движение – это еще не передвижение.
Эвглена зеленая. 1 – жгутик; 2 – светочувствительный глазок; 3 – сократительная вакуоль, удаляющая из клетки излишек воды; 4 – ядро; 5 – хроматофоры (так у простейших называются хлоропласты)
Второе, клетка всех без исключения растений покрыта снаружи жестким "скафандром" из вещества, которое называется целлюлозой, или клетчаткой. Целлюлозная оболочка придает клеткам растений жесткость и прочность, образуя подобие наружного скелета.
И, наконец, третье, растительная клетка откладывает запасные вещества в виде крахмала.
Теперь, вспомнив все основные признаки растений, попробуем приложить их к нашему " растительноподобному " простейшему.
Во–первых, клетка эвглены способна активно перемещаться по направлению к свету с помощью длинного жгутика. Ориентироваться на свет простейшему помогает светочувствительный глазок – стигма. Если культуру эвглены поместить вблизи окна, через которое падают солнечные лучи, то в воде образуется хорошо заметное зеленое скопление клеток, движущееся по мере изменения освещенности всегда в сторону самого светлого участка. Активное передвижение в пространстве совершенно несвойственно растениям, а наоборот, больше сближает эвглену с животными.
Во–вторых, в отличие от клеток растений у эвглены отсутствует жесткая клеточная стенка, построенная из целлюлозы, поэтому ее "тело" может легко изменять свою форму.
И наконец, в клетках эвгленовых вы никогда не найдете свойственный всем растениям крахмал, эвглены запасают сахара в форме особого вещества – парамилона, не обнаруженного больше ни у одной группы живых организмов.
Получается, что, если приглядеться к эвглене повнимательнее, единственное, что сближает ее с растениями, это наличие хлорофилла. Но среди 900 видов эвгленовых встречаются и такие, у которых хлорофилла нет! Эти бесхлорофилльные эвглены питаются готовыми органическими веществами, как настоящие животные. Да и зеленые, способные к фотосинтезу виды эвглен могут в зависимости от условий переходить к животному типу питания. Если выращенных на свету зеленых эвглен поместить в темный шкаф и подкармливать питательным бульоном, содержащим все необходимые для роста и развития вещества (сахара, белки, витамины), они не только выживут, но и будут активно делиться, правда, при этом, по понятной причине, потеряют зеленую окраску.
Давайте подытожим результаты нашего сравнения. С одной стороны, эвглена способна к фотосинтезу, как обычное растение, с другой – она может легко переключаться на животный тип питания готовыми органическими веществами. Активное передвижение с помощью жгутика и отсутствие клеточной стенки также сближает эвглену с животными. Так что же такое эвглена – растение или животное? Ни то, ни другое. Так же как и многие другие простейшие, эвглена сочетает в себе признаки и растений, и животных, поэтому в нашей системе живой природы мы поместили простейших посередине между животными и растениями (см. схему на с. 7).