Как выглядит солнечник по биологии

Класс солнечники

К классу солнечников (Heliozoa) относится всего несколько десятков видов простейших. Строение и способ питания. В небольших пресноводных водоемах — прудах, канавах — в летнее время нередко можно встретить солнечника Actinosphaerium eichhorni (рис. 28).

Тело Actinosphaerium шарообразно, достигает в диаметре 1 мм, так что его хорошо видно простым глазом. Многочисленные тонкие совершенно прямые псевдоподии расходятся по радиусам во все стороны. Постоянство формы псевдоподий обусловлено тем, что внутри них проходит прочная эластичная осевая нить.

Такой тип строения псевдоподий носит название аксоподий. Цитоплазма солнечника имеет ячеистую структуру и распадается на два слоя: наружный, более светлый,— корковый (эктоплазма) и внутренний — сердцевинный (эндоплазма).

Эктоплазма занимает примерно 1/6 — 1/10 часть всего диаметра тела животного. В этом наружном слое вакуоли особенно крупны и заполнены прозрачным содержимым. Среди них выделяются по своим размерам две (а иногда и большее количество) особенно крупные вакуоли, которые периодически сокращаются.

Это сократительные вакуоли. Частота их сокращения при комнатной температуре около 1 мин. Эндоплазма обладает гораздо более мелкой ячеистостью, чем эктоплазма, и заполнена обычно многочисленными пищевыми включениями. Здесь происходит внутриклеточное пищеварение. Непереваренные остатки пищи выбрасываются наружу через слой эктоплазмы.

Существенным отличием солнечников от радиолярий является отсутствие у них центральной капсулы. Каким образом солнечник ловит добычу и чем он питается? Добыча улавливается псевдоподиями. Если какое-либо мелкое животное или растение прикоснется к псевдоподии, то оно тотчас же прилипает к ней и очень скоро теряет способность двигаться.

Вероятно, животных парализует какое-то ядовитое, выделяемое цитоплазмой солнечника вещество. К захваченной добыче склоняются соседние псевдоподии (аксоподии), и она их совместными движениями подводится к поверхности коркового слоя цитоплазмы. Нередко навстречу пище со стороны эктоплазмы образуется временная короткая тупая псевдоподия, способствующая захвату ее. В эктоплазме пища не задерживается, а тотчас же переходит в эндоплазму, где и переваривается.

Пищевые объекты солнечников разнообразны. Это могут быть различные простейшие (инфузории, жгутиконосцы), но также и мелкие многоклеточные животные (например, коловратки, мелкие ресничные черви).

Среда обитания. Часть солнечников распространена в пресной, часть — в морской воде. Большинство солнечников — свободноплавающие в толще воды организмы, лишенные минерального скелета. Некоторые виды ведут прикрепленный к субстрату образ жизни. Солнечники могут вести себя в водоеме различным образом. Часто они «парят» в придонном слое толщи воды. Кроме того, они могут передвигаться и по субстрату, как бы катиться по дну, медленно изгибая аксоподии.

Размножение. Размножаются солнечники Actinosphaerium делением. Тело солнечника при этом перетягивается на две более или менее одинаковые половинки. Этому предшествует деление ядер, которое, однако, не протекает одномоментно, а растягивается на весь промежуток времени между двумя делениями солнечника.

Кроме крупного Actinosphaerium, в пресных водах встречаются и другие, более мелкие виды солнечников, близких по строению к Actinosphaerium. Укажем, например, на часто встречающихся мелких Actinophrys sol, обладающих, в отличие от Actinosphaerium, лишь одним ядром. В море тоже встречаются солнечники, по строению напоминающие Actinosphaerium, например многоядерные Camptonema nutans.

Среди солнечников как пресноводных, так и морских, имеются некоторые виды с минеральным скелетом из оксида кремния (IV), подобно радиоляриям. Примером может служить пресноводная Clathrulina elegans (рис. 29). Это небольшой солнечник с типичными радиальными аксоподиями, тело которого окружено тонким скелетом в форме ажурного шарика. При помощи тонкой ножки организм этот прикрепляется к субстрату.

В эндоплазме имеется одно ядро. При размножении Clathrulina протоплазма делится внутри скелета на две дочерние особи, которые выходят наружу, через отверстие в скелете, а затем образуют новый скелет и стебелек. В процессе эволюции саркодовые, приспосабливаясь к различным средам обитания, дали большое разнообразие форм.

Организация саркодовых еще очень примитивна. На примере амебы мы видим одного из наиболее просто устроенных животных организмов. Но и в пределах примитивной организации саркодовые проделали большой эволюционный путь от амебообразных организмов к сложно устроенным фораминиферам и радиоляриям. Однако усложнение строения в пределах подтипа саркодовых лишь в относительно малой степени затронуло живые протоплазматические части клетки.

Органоидами движения и захвата пищи на всех этапах эволюции саркодовых остаются псевдоподии. Зато большого прогрессивного развития достигают в пределах саркодовых скелетные элементы, выполняющие, с одной стороны, защитную и опорную функцию, а с другой — способствующие «парению» в воде, что имеет важное биологическое значение, так как многие морские саркодовые — планктонные организмы.

Развитие сложных скелетных образований сыграло большую роль и в эволюции донных (бентических) саркодовых — фораминифер. Развитие сложного и разнообразно устроенного скелета обеспечило фораминиферам биологическое процветание как в прежние геологические эпохи, так и в современной морской фауне. Наконец, относительно небольшое число видов саркодовых избрало в качестве среды обитания другие организмы и стало паразитами. В отношении сложности строения паразитические саркодовые остались на уровне голых амеб.

_{Жизнь животных. Том первый. Простейшие. Кишечнополостные. Черви. Москва «просвещение» 1981}

Источник

Солнечники

Солнечники (лат. Heliozoa ) — большая полифилетическая группа, включающая 8 таксонов хищных и всеядных амебоидных протистов. В группу Heliozoa принято включать сферических одноклеточных организмов с расходящимися от всего тела лучами-аксоподиями, снабжёнными стрекательными органеллами (экструсомами) для заякоривания мелкой подвижной добычи. В отличие от радиолярий, солнечники лишены внутриклеточного минерального скелета и центральной капсулы. Занимая в экосистеме положение пассивного хищника, солнечники являются неотъемлемым звеном в пищевых цепях сообществ микробентоса и перифитона, реже планктона. Клетки большинства представителей данной группы несут на своей поверхности кремнезёмный или, реже, органический скелет (перипласт). Форма и размер элементов перипласта отличаются крайним многообразием и играют важнейшую роль в таксономии этих организмов. Солнечники — преимущественно пресноводная группа протистов, изучению фауны которых посвящён незначительный спектр работ. Наиболее слабо исследованы морские и солоноватоводные солнечники. В водоёмах солнечники населяют преимущественно приповерхностный слой донного осадка и заросли водных макрофитов, где они присутствуют в обрастаниях. Солнечники имеют достаточно крупный размер — до 1 мм. Их легко заметить в канавах как крошечные шарики, парящие у дна.

Содержание

Систематика солнечников

Как мы видим по дате основания таксона Солнечники, он является ровесником таких групп, как царства Animalia, Fungi, Plantae и Protista, также основанных Геккелем (Haeckel, 1866), хотя первые сведения о находке солнечника приводятся Жобло (Joblot, 1718) на полтора века раньше. Большинство последних систем протистов рассматривают солнечников (или хотя бы большую их часть) в качестве некоего таксона. Однако работы последних лет говорят в пользу полифилетической природы солнечников, основываясь на больших различиях между представителями относимых к ним групп по целому ряду ультраструктурных параметров, обычно используемых в построении макросистемы Протистов.

I. Actinophryida Hartmann, 1913. Солнечники с одним центральным ядром (род Actinophrys) или несколькими мелкими ядрами, расположенными на периферии центральной части клетки (род Actinosphaerium). Аксонемы берут начало от ядерной оболочки в первом случае, или различным образом в периферической зоне цитоплазмы — во втором; на поперечном срезе выглядят в виде вложенных друг в друга двух спиралей. Кристы митохондрий пузыревидные, трубчатые, матрикс в митохондриях тёмный. Два типа экструсом: более крупные гранулы с гомогенным содержимым и более мелкие — с гранулярным. Кремниевые чешуйки образуются только при инцистировании. Аутогамический половой процесс в цисте; гаметы амебоидные.

II. Ciliophryida Febvre-Chevalier, 1985. Сферически симметричные гетероконтные жгутиконосцы с одним апикальным жгутиком, обрамлённым двумя рядами трёхчастных трубчатых мастигонем. Безжгутиковая кинетосома составляет около половины длины аксиальной и почти параллельна последней. Аксоподии расходятся во всех направлениях; их аксонемы, представленные триадами двухвалентных микротрубочек, берут начало от ядерной оболочки. Кристы митохондрий короткие, трубчатые; матрикс в митохондриях тёмный. Два типа экструсом: с гомогенным осмиофильным и гетерогенным микрогранулярным содержимым. Половой процесс не отмечен.

III. Pedinellales Zimmermann et al., 1984. Гетероконтные жгутиконосцы, несущие один передний жгутик, обрамлённый одним или двумя рядами трёхчастных трубчатых мастигонем. Вторая кинетосома не даёт жгута и ориентирована почти параллельно первой, составляя около половины её длины. Гетеротрофные и миксотрофные представители образуют аксоподии (щупальца), в большинстве случаев для питания фильтрацией и седиментацией. От ядерной оболочки венчиками берут начало аксонемы, дающие различное количество аксоподий; аксонемы представлены триадами двухвалентных микротрубочек. Кристы митохондрий трубчатые.

Представители семейств Pedinellaceae и Actinomonadidae имеют на заднем полюсе клетки сократимый прикрепительный стебелёк, в который заходит одна или несколько триад микротрубочек и сократительный мембранный элемент. Экструсомы типа осмиофильных гранул, близки ко второму типу экструсом актинофриид. Представители сем. Apedinellaceae имеют ретикулярные органические чешуйки, а Apedinella radians — ещё 6 радиальных спикул. Известны цисты с трёхслойной оболочкой, содержащей не кремний, а железо. Половой процесс не отмечен.

IV. Desmothoracida Hertwig et Lesser, 1874. Солнечники, заключённые в массивную органическую капсулу, неплотно облегающую тело, сквозь отверстия в которой наружу выходят аксоподии. Одно центральное ядро. Аксонемы берут начало от ядерной оболочки; микротрубочки в них не образуют единой конструкции и лежат неупорядоченно. Кристы митохондрий трубчатые. Экструсомы типа кинетоцист с концентрической структурой. Капсула обычно имеет полый неклеточный стебелёк. Известен сложный жизненный цикл, в ходе которого происходит чередование питающейся солнечниковой стадии, расселительной флагеллятной (одно- или двужгутиковой) и стадии цисты, в оболочке которой отсутствуют кремниевые элементы. Половой процесс не известен; размножение бинарным делением на стадии солнечника, в ходе чего один из потомков остаётся в материнской капсуле, а второй покидает его в виде жгутиковой зооспоры. V. Gymnosphaerida Poche, 1913. Солнечники, аксонемы которых берут начало от центрального или субцентрального аксопласта, представленного образованной микрофибриллярной или микрогранулярной субстанцией сферой, лишённой центральной гранулы. Одно эксцентрическое ядро или много мелких ядер. На поперечных срезах аксонемы выглядят в виде решёток из состыкованных шестиугольников, образованных трёхвалентными микротрубочками. Кристы митохондрий трубчатые. Gymnosphaera и Hedraiophrys rousei представляют собой свободноплавающие организмы, тогда как тело Actinocoryne подразделяется на головку с аксоподиями и аксопластом, сократимый цитоплазматический стебелёк и подошву, в которой находятся ядра. В стебельке проходит мощный пучок микротрубочек, также начинающийся от аксопласта. Hedraiophrys имеет тангентальные органические спикулы. Несколько типов экструсом: на аксоподиях располагаются мукоцисты, образующиеся в ЭПР; на основании — кинетоцисты. Известен половой процесс с образованием двужгутиковых гамет. У сидячих форм известно два типа распространения: 1) сокращение всего организма в округлую клетку, которая образует несколько десятков более толстых и коротких псевдоподий, служащих флотированию; 2) плазматомия — продуцирование основанием большого количества мелких амебоидных клеток, также способных к флотированию (такие мелкие клетки могут делиться).

VI. Dimorphida Siemensma, 1991. Хелиофлагелляты, несущие два (род Dimorpha) или четыре (род Tetradimorpha) передних жгутика, берущих начало от ортогонально ориентированных удлинённых кинетосом, связанных фибриллярным материалом с аксопластом; мастигонем нет. Аксонемы берут начало от смещённого кпереди фибриллярного аксопласта; на поперечном срезе аксонемы Dimorpha представлены решёткой из лежащих рядами в шахматном порядке четырёхвалентных микротрубочек; аксонемы Tetradimorpha — беспорядочно лежащими микротрубочками. Аксопласт Dimorpha elegans располагается в кармановидном впячивании ядра, так что аксонемы расходятся от него по каналам в ядре. Экструсомы типа кинетоцист с концентрической структурой. Половой процесс не известен.

VII. Rotosphaerida Rainer, 1968. Сферические солнечнико-подобные амебоидные организмы, лишённые центропласта, аксонем и экструсом (псевдоподии не несут гранул). Филоподии лучистые, иногда ветвящиеся (сем. Nucleariidae). Ядро одно, эксцентрическое (сем. Pompholyxophryidae) или центральное (сем. Nucleariidae). Кристы митохондрий дисковидные. Представители Pompholyxophryidae окружены перипластом, представленным эндогенными кремниевыми тангентальными чешуйками и (часто) радиальными спикулами; тангентальные компоненты перипласта перфорированы микроскопическими гексагональными порами. Половой процесс не отмечен. [источник не указан 846 дней]

Биология солнечников

Многие современные и более ранние авторы (Calkins, 1902; Tregouboff, 1953; Cachon et al., 1973; Шульман, Решетняк, 1980, и др.) были склонны рассматривать солнечников (как и радиолярий) как группу (или кластер групп) амебоидных организмов, сформировавшуюся в процессе адаптации её представителей к планктонному образу жизни; вследствие этого и появление радиальной системы аксоподий рассматривается как возникновение механизма флотирования в толще воды. Будучи совершенно справедливой в отношении радиолярий, данная точка зрения лишь отражает малую изученность солнечников. Появление сферической симметрии и аксоподиальной системы у них следует связывать с возникновением и совершенствованием ловчего аппарата фаготрофного питания в условиях малоподвижного хищничества.

Солнечники являются типичным компонентом микробентоса, как пресноводного, так и морского. Основными биотопами их являются либо интерстициальное пространство в верхнем слое седиментов, либо сообщества обрастаний водных макрофитов. В лабораторных культурах центрохелиды обычно либо перекатываются по дну чашки Петри, выпуская и втягивая аксоподии, либо прикрепляются ими ко дну при помощи стрекательных органелл.

Большинство солнечников и прочих сидячих или малоподвижных организмов, должны иметь подвижную стадию/фазу для расселения. У некоторых групп солнечников имеются расселительные флагеллятные стадии (как у Desmothoracida) У остальных групп проблема расселения выглядит иначе. Наиболее просто этот вопрос решается у сидячих центрохелид (Heterophrys minutus, Polyplacocystis arborescen.), которые способны самостоятельно или под воздействием внешних факторов открепляться от своих слизистых стебельков, после чего некоторое время флотировать в прибрежном планктоне и вновь оседать, образуя длинную стебелёк-формирующую псевдоподию, экскретирующую слизистый материал для будущего стебелька. В обсуждаемом аспекте особый интерес представляют бесстебельковые центрохелиды. В периоды максимальной численности в их естественных бентосных биотопах эти организмы поднимаются в планктон и флотируют в нём в целях расселения. Это явление в целом соответствует образованию планктонных флотирующих форм у амёб, также бентосных хищников. Таким образом, на какой-то краткий период эу- и гранулоаксоподиальные саркодовые встречаются в планктоне, однако это сосуществование крайне непродолжительно ввиду кратковременности планктонной фазы в жизни солнечников.

Энергия, попадающая в водную экосистему, фиксируется фотосинтезом водорослей и разложением органического детрита бактериями. Таким образом, значение гетеротрофных протистов заключается в том, что они являются непосредственными консументами как одноклеточных водорослей, так и бактерий. Эксперименты в чашках Петри с накопительными культурами морского и пресноводного детрита, содержащими центрохелид Heterophrys marina в первом случае и Chlamydaster sterni — во втором (с добавлением бактерии Enterobacter aerogenes в качестве пищевого объекта), показали, что в первой наблюдается вспышка численности гетеротрофных жгутиконосцев, утилизирующих органику и бактерий; через несколько дней происходит поглощение большинства жгутиконосцев ресничными инфузориями и отмечается вспышка численности последних; и, наконец, по мере спада численности цилиат (вследствие значительного уменьшения количества органического вещества, бактерий и мелких гетеротрофных жгутиконосцев), они замещаются солнечниками и сукториями, дающими большую вспышку численности, в ходе которой многие солнечники часто парят в верхних слоях чашки Петри, иллюстрируя «выход в планктон».

Большинство солнечников представляют собой одиночные свободноплавающие клетки. Однако некоторые виды способны формировать колонии из 5-6 клеток (иногда до 20), особи в которых соединены цитоплазматическими мостиками, или псевдоколонии, особи в которых окружены общим слизистым кожухом. Колонии могут формироваться и стебельковыми видами при оседании флотирующей особи на колонию того же организма в качестве субстрата.

У солнечников нередко наблюдаются так называемые агамные слияния. Слияния чаще происходят во время совместного переваривания несколькими клетками одной крупной добычи, но могут иметь место и при других обстоятельствах. Разделение клеток, слившихся в ходе «совместного переваривания», не сопровождается ядерными делениями или слияниями.

Солнечники являются пассивными хищниками. Они питаются различными микроорганизмами, такими как бактерии, другие протисты, личинки беспозвоночных или сами мелкие беспозвоночные, такие как нематоды, коловратки или гастротрихи. Однако ведущую роль в их пищевом рационе играют диатомовые водоросли, инфузории и мелкие жгутиконосцы. Стрекательные органеллы, расположенные под мембраной аксоподии, играют ведущую роль в захвате добычи. Если аксоподии центрохелиды касается активная добыча, она мгновенно иммобилизируется и прилипает к слизистому кожуху аксоподии, вызывая сокращение последней; формируется пучок из слипшихся аксоподий, направляющихся к клеточному телу. В отличие от этого, выстреливание стрекательных органелл актинофриидных солнечников лишь приклеивает добычу, которая продолжает двигаться, даже находясь в пищеварительной вакуоли. Пищеварительная вакуоль может сформироваться ещё в пучке аксоподий до достижения им плазматической мембраны. Медленно движущаяся добыча может быть заякорена одной аксоподией, которая начинает втягиваться по направлению к телу, тогда как в её направлении начинает выдвигаться воронковидная гиалоподия.

Специалисты

Изучением солнечников в России долгое время занимался К. А. Микрюков, занимая должность ведущего научного сотрудника биологического ф-та МГУ. В 2000 г. Кирилл Андреевич скоропостижно скончался, и исследования фауны и биологии солнечников в России и в мире приостановились. Новый период исследований ознаменовался работами Cavalier-Smith T., Heyden S., М. М. Леонова, А. П. Мыльникова, А. О. Плотникова, Л. Н. Гапоновой, В. Н. Златогурского.

На сегодняшний день ведущими специалистами по данной группе организмов являются:

Источник

Солнечники представители

Солнечники (Heliozoa), группа простейших (ранее подкласс) подтипа саркодовых.

Солнечники — преимущественно пресноводные животные, внешне во многом похожие на радиолярий. Они имеют шаровидную форму тела с прямыми, расходящимися по радиусам псевдоподиями, напоминающими солнечные лучи.

В отличие от радиолярий у солнечников нет центральной капсулы. Цитоплазма резко разделяется на зернистую эндоплазму, содержащую одно (Actinophrys) или несколько (Actinosphaerium) ядер, и более прозрачную и сильно вакуолизированную эктоплазму, в которой находятся одна или две сократительные вакуоли. По оси каждой аксоподии проходит пучок микротрубочек. Часть С. лишена минер, скелета, но у некоторых имеются мелкие кремневые иглы.

Псевдоподии солнечников начинаются в эндоплазме, они прямые, не анастомозирующие. В середине псевдоподии проходит более плотная осевая нить, покрытая снаружи слоем жидкой цитоплазмы. Подобные псевдоподии называют аксоподиями (рис.). Аксоподии могут удлиняться и укорачиваться, а также изгибаться. Благодаря этому солнечники могут захватывать аксоподиями довольно крупную добычу.

У вегетативных форм одно или несколько ядер (иногда до 200). Размножение бесполое (деление надвое, почкование) и половое (с образованием амебоидных, реже жгутиковых гамет). Некоторые Солнечники могут целиком переходить в жгутиковую форму. Инцистируются при неблагоприятных условиях и перед половым размножением. Питаются Солнечники водорослями, простейшими, коловратками идругие

Солнечник Actinosphaerium eichhorni: А — общий вид; 1 — аксоподин; 2 — сократительные вакуоли; 3 — пищеварительные вакуоли; 4 — эндоплазма; 5 — эктоплазма; 6 — ядра; Б — часть тела Actinosphaerium с аксоподиями; i— эндоплазма; 2— эктоплазма; 3— осевые нити аксоподий; 4— аксоподия.

Размеры клетки обычно 0,1—0,3 мм.

Солнечники Представители

В наших пресных водах обычны крупный солнечник Actinosphaerium eichhorni (рис. ), до 1 мм в диаметре, Actinophrys sol и др.

Источник

Как выглядит солнечник по биологии

Солнечники образуют особый класс простейших и на самом деле очень похожи на солнце, изображенное на детских рисунках: от шарообразного тела простейшего во все стороны расходятся многочисленные тонкие лучи — ложноножки. Диаметр клеток самых крупных солнечников чуть более одного миллиметра.

Солнечники — родственники амеб. Они обитают и в морях, и в пресноводных водоемах. В целом этот класс очень невелик и насчитывает всего несколько десятков видов.

В отличие от амеб, цитоплазма солнечников не однородна, а ясно разделена на два слоя. Наружный слой тонкий, его толщина составляет не более одной шестой диаметра тела. Именно из этого слоя образуются ложноножки. Внутренний слой цитоплазмы отличается от наружного тем, что вакуоли в нем более мелкие. Здесь же находится и ядро клетки.

Солнечники — хищники. Их пищу составляют другие простейшие, а также мельчайшие черви и иные микроскопические многоклеточные животные. Захваченная добыча переваривается во внутреннем слое цитоплазмы, отчего он всегда кажется более плотным и даже приобретает окраску. Жертвы этих крошечных хищников могут оказаться крупнее их самих. Например, пресноводный солнечник актинофрис может за 15 минут втянуть в себя инфузорию, длина которой почти вдвое превышает его собственный диаметр.

Ложноножки солнечника служат для улавливания пищи и для передвижения. Внутри каждой из них расположена осевая нить, начало которой находится во внутреннем слое цитоплазмы. Осевая нить состоит из пучков микротрубочек и является своего рода скелетом ложноножки, придавая ей вид длинной иголочки. Однако при необходимости эти ложноножки могут втягиваться внутрь тела. В таких случаях осевая нить разжижается и исчезает. Общее количество ложноножек непостоянно даже у одной особи солнечника. В опытах добавление в воду некоторых химических веществ тотчас же вызывало образование дополнительных лучей.

Замечено, что некоторые виды солнечников при помощи ложноножек могут катиться по дну или подводным предметам. Однако чаще всего расставленные во все стороны ложноножки превращают простейшее в подобие парашюта и позволяют ему парить в толще воды.

По принципу действия на добычу ложноножки солнечников напоминают стрекательные клетки гидры или медузы. После прикосновения к ложноножке добыча солнечника перестает двигаться и кажется парализованной. Расположенные по соседству ложноножки тотчас изгибаются в сторону жертвы и все вместе подтягивают ее к телу солнечника.

Пресноводные солнечники, как и амебы, должны постоянно откачивать из клетки лишнюю воду. Сократительных вакуолей в их теле как минимум две, а иногда их число достигает полутора десятков. Каждая вакуоль работает в своем ритме.

Еще одна особенность клеток солнечников — их многоядерность. Ядра всегда расположены во внутреннем слое цитоплазмы. Все ядра мелкие, одинакового размера. Общее количество их может быть очень велико (крупные виды солнечников имеют до двухсот ядер).

Источник