Definitsioon 1
Üherakulised (algloomad) on organismid, milles kõiki elusolendite funktsioone täidab üks rakk.
Nende hulka kuuluvad lisaks prokarüootidele ka üherakulised eukarüootid, mille hulgas on taimi, loomi ja seeni.
Üherakuliste organismide tunnused
Algloomade suurused on mikroskoopiliselt väikesed. Üherakuliste organismide iseärasuste hulka kuulub asjaolu, et nad täidavad kõiki elusolendite funktsioone rakuliste organellide abil ja on eraldiseisev iseseisev organism, mida esindab ainult üks rakk. Oma struktuurilt ja organellide komplektilt on ainuraksete organismide rakud sarnased mitmerakuliste organismide rakkudega. Üherakuliste eukarüootide hulgas on nii lihtsalt konstrueeritud organisme (amööb, klorella) kui ka üsna keerukaid organisme (ripslased, acetabularia).
Kui paljurakuliste organismide rakke iseloomustab funktsioonide diferentseerumine ja suutmatus täita elusolendi kõiki ülesandeid korraga, siis üherakulistel organismidel see võime säilib. Nende organisatsiooni kõrge tase on rakuline. Üherakuliste organismide rakk on terviklik organism, millel on kõik elusolendi omadused: ainevahetus, ärrituvus, kasv, paljunemine jms.
Nende keha koosneb tsütoplasmast, milles on välimine kiht - ektoplasma ja sisemine kiht - endoplasm. Enamikul liikidel on raku väliskülg kaetud membraaniga, mis annab üherakulisele loomale püsiva kuju. Algloomadel on organellid, mis täidavad erinevaid funktsioone:
- seedimine (seedetrakti vakuoolid),
- eritised (kokkutõmbuvad vakuoolid),
- liigutused (lipud, ripsmed),
- valguse tajumine (valgustundlik silm)
ja muud organellid, mis tagavad kõiki elutähtsaid protsesse. Toitumismeetodi kohaselt on need heterotroofsed organismid. Algloomadele on iseloomulik ärrituvus, mis väljendub erinevates liikumistes – taksodes. On positiivseid taksosid – liikumisi stiimuli suunas ja negatiivseid – stiimulist eemale liikuvaid taksosid.
Ebasoodsate tingimustega kokkupuutel moodustavad algloomad tsüstid. Entsüstimine on algloomade oluline bioloogiline tunnus. See mitte ainult ei taga ellujäämist ebasoodsatest tingimustest, vaid soodustab ka laialdast asustust.
Vee ainurakne
Mere üherakulistel loomadel, nagu foraminifera ja radiolarians, on väline luustik lubjarikka kesta kujul. Väga organiseeritud üherakuliste loomade hulka kuuluvad ripsloomad. Nendes olevad liikumisorganellid on ripsmed, keha on kaetud vastupidava elastse kestaga, mis annab sellele püsiva kuju. Enamikul ripslastel on kaks tuuma: suur ja väike. Suur vegetatiivne tuum - reguleerib liikumis-, toitumis-, eritumise ja ka mittesugulise paljunemise protsesse, mis viiakse läbi raku risti pooleks jagamisel. Väike tuum on generatiivne, see täidab seksuaalprotsessis olulist funktsiooni.
Vees elavate üherakuliste organismide hulgas eristatakse ka mixotroofe - organisme, mis võivad toituda nii fotosünteesi kui ka heterotroofia kaudu. Näiteks roheline euglena.
Euglena elab mageveekogudes ja ujub keha esiosas asuva ühe lipu abil. Euglena tsütoplasmas on klorofülli sisaldavad kloroplastid, mis võimaldab euglenal fototroofiliselt toituda. Kui valgust pole, lülitub see heterotroofsele toitumisele. Tänu sellele omadusele ühendab euglena taime ja looma omadused, mis viitab taime- ja loomamaailma evolutsioonilisele ühtsusele.
Üherakulised taimed ja seened
Märkus 1
Looduses on palju mitte ainult üherakulisi loomi, vaid ka üherakulisi taimi ja seeni. Näiteks rohevetikate seas on üherakulised esindajad Chlamydomonas ja Chlorella ning seente seas pärmseened.
Üherakulised taimed ja loomad on tüüpilised eukarüootsed rakud, millel on vastavad organellid:
- pinnamembraan,
- tuum,
- mitokondrid,
- Golgi aparaat,
- endoplasmaatiline retikulum,
- ribosoomid.
Üherakuliste loomade ja ainuraksete taimede struktuuri erinevused on seotud nende toitumisviiside erinevustega. Taimerakke iseloomustab plastiidide, vakuoolide, rakuseinte ja muude fotosünteesiga seotud tunnuste olemasolu. Loomarakke iseloomustavad glükokalüks, seedetrakti vakuoolid ja muud heterotroofse toitumisega seotud tunnused.
Seentel on rakul rakusein, mis näitab seente sarnasust bakterite ja taimedega. Kuid seened on heterotroofid ja see muudab nad loomadega sarnaseks.
Üherakulised eukarüootid paljunevad valdavalt aseksuaalselt, kuid osades neist (näiteks sussiripsmetest) täheldatakse seksuaalset protsessi – geneetilise informatsiooni vahetust, teistes (näiteks klamüdomonas) aga sugulist paljunemist. Mittesuguline paljunemine toimub rakkude pooldumise teel mitoosi teel. Sugulise paljunemise käigus tekivad sugurakud, mis seejärel sulanduvad, moodustades sigooti.
Märkus 2
Loomi, mis koosnevad ühest rakust koos tuumaga, nimetatakse üherakulisteks organismideks.
Need ühendavad raku ja iseseisva organismi iseloomulikud tunnused.
Üherakulised loomad
Alamkuningriigi üherakulised või algloomad elavad vedelas keskkonnas. Nende välised vormid on mitmekesised - alates amorfsetest isenditest, kellel pole kindlat piirjoont, kuni keerukate geomeetriliste kujunditega esindajateni.
Üherakulisi loomi on umbes 40 tuhat liiki. Kõige kuulsamate hulka kuuluvad:
- amööb;
- roheline euglena;
- ripslane-suss.
Amööb
See kuulub risoomide klassi ja eristub muutuva kuju poolest.
See koosneb membraanist, tsütoplasmast, kontraktiilsest vakuoolist ja tuumast.
Toitainete imendumine toimub seedetrakti vakuooli ja teiste algloomade, näiteks vetikate ja toiduna. Hingamiseks vajab amööb vees lahustunud ja läbi kehapinna tungivat hapnikku.
Roheline euglena
Sellel on piklik lehvikukujuline kuju. See toidab, muutes süsinikdioksiidi ja vee hapnikuks ja toiduaineteks tänu valgusenergiale, aga ka valmis orgaanilisteks aineteks valguse puudumisel.
Kuulub klassi Flagellates.
Ripsisuss
Ripslaste klass, selle kontuurid meenutavad kinga.
Bakterid toimivad toiduna.
Üherakulised seened
Seened klassifitseeritakse madalamate mitteklorofülliliste eukarüootide hulka. Need erinevad välise seedimise ja kitiini sisalduse poolest rakuseinas. Keha moodustab mütseeli, mis koosneb hüüfidest.
Üherakulised seened on süstematiseeritud 4 põhiklassi:
- deuteromütseedid;
- chytridiomycetes;
- sigomütseedid;
- ascomycetes.
Ilmekas näide askomütseedidest on pärm, mis on looduses laialt levinud. Nende erilise struktuuri tõttu on nende kasvu- ja paljunemiskiirus suur. Pärmseen koosneb ühest ümarast rakust, mis paljuneb pungudes.
Üherakulised taimed
Looduses sageli leiduvate madalamate üherakuliste taimede tüüpilised esindajad on vetikad:
- klamüdomonas;
- klorella;
- spirogyra;
- klorokokk;
- Volvox.
Chlamydomonas erineb kõigist vetikatest oma liikuvuse ja valgustundliku silma olemasolu poolest, mis määrab fotosünteesiks päikeseenergia suurima kogunemise kohad.
Arvukad kloroplastid on asendatud ühe suure kromatofooriga. Liigset vedelikku välja pumbavate pumpade rolli täidavad kontraktiilsed vakuoolid. Liikumine toimub kahe flagella abil.
Erinevalt Chlamydomonasest on rohevetikatel Chlorella tüüpilised taimerakud. Tihe kest kaitseb membraani ja tsütoplasmas on tuum ja kromatofoor. Kromatofoori funktsioonid on sarnased kloroplastide rolliga maismaataimedes.
Sfääriline vetikas Chlorococcus on sarnane Chlorellaga. Tema elupaigaks pole mitte ainult vesi, vaid ka maa, niiskes keskkonnas kasvavad puutüved.
Kes avastas üherakulised organismid
Mikroorganismide avastamise au kuulub Hollandi teadlasele A. Leeuwenhoekile.
1675. aastal uuris ta neid läbi enda tehtud mikroskoobi. Nimetus ripslased määrati kõige väiksematele olenditele ja alates 1820. aastast hakati neid kutsuma kõige lihtsamateks loomadeks.
Zooloogid Kelleker ja Siebold klassifitseerisid 1845. aastal ainuraksed organismid loomariigi eritüübiks ja jagasid need kahte rühma:
- risoomid;
- ripslased.
Kuidas näeb välja üherakuline loomarakk?
Üherakuliste organismide ehitust saab uurida vaid mikroskoobi abil. Kõige lihtsamate olendite keha koosneb ühest rakust, mis toimib iseseisva organismina.
Lahter sisaldab:
- tsütoplasma;
- organoidid;
- tuum.
Aja jooksul tekkisid teatud üherakuliste organismide liikidel keskkonnaga kohanemise tulemusena spetsiaalsed organellid liikumiseks, eritumiseks ja toitumiseks.
Kes on algloomad?
Kaasaegne bioloogia liigitab algloomad loomasarnaste protistide parafüütilisse rühma. Tuuma olemasolu rakus, erinevalt bakteritest, sisaldab neid eukarüootide loendis.
Rakustruktuurid erinevad mitmerakuliste organismide omadest. Algloomade elussüsteemis esinevad seede- ja kontraktiilsed vakuoolid; mõnel on suuõõne ja pärakuga sarnased organellid.
Algloomade klassid
Tänapäevases tunnustel põhinevas klassifikatsioonis ei ole üherakulistel organismidel eraldi auastet ja tähtsust.
Labürinthula
Tavaliselt jagunevad need järgmisteks tüüpideks:
- sarkomastigofoorid;
- apikompleksaanid;
- müksosporiidium;
- ripslased;
- labürint;
- Ascestosporadia.
Vananenud klassifikatsiooniks peetakse algloomade jaotamist lipulisteks, sarkoodideks, ripsloomadeks ja eosloomadeks.
Millistes keskkondades üherakulised organismid elavad?
Lihtsaimate üherakuliste organismide elupaigaks on igasugune niiske keskkond. Harilik amööb, roheline euglena ja sussripslased on tüüpilised saastunud mageveeallikate asukad.
Teadus on pikka aega klassifitseerinud opaalid ripsmelisteks, kuna lipukesed on ripsmetega väliselt sarnased ja neil on kaks tuuma. Hoolika uurimise tulemusel suhe lükati ümber. Opaliinide seksuaalne paljunemine toimub kopulatsiooni tulemusena, tuumad on identsed ja tsiliaarne aparaat puudub.
Järeldus
On võimatu ette kujutada bioloogilist süsteemi ilma üherakuliste organismideta, mis on teistele loomadele toitumisallikaks.
Lihtsamad organismid aitavad kaasa kivimite moodustumisele, toimivad veekogude reostuse indikaatoritena ja osalevad süsinikuringes. Mikroorganismid on leidnud laialdast kasutust biotehnoloogias.
Üherakulised organismid avastas inimsilm esmakordselt 1670. aastatel tänu hollandi loodusteadlasele Antonie van Leeuwenhoekile, kellel oli suur kirg maailma mõistmise vastu. Tema oli see, kes esmakordselt uuris neid "väikesi loomi" oma uskumatute objektiivide abil. Nende teaduslik uurimine algas hiljem – ega ole peatunud tänaseni. Üherakulised organismid elavad kõikjal, ka tingimustes, kus teised organismid ei suuda ellu jääda.
Millised eripärad on üherakulistele organismidele omased?
1. Morfoloogiliselt on üherakulised organismid üks rakk. Oma funktsioonide poolest on see aga isemajandav organism, mis võib ruumis liikuda, paljuneda ja toituda. Üherakuliste organismide suurused varieeruvad mõnest mikronist mitme sentimeetrini. Mitu aastat tagasi avastati Mariaani süvikust mitmetuumalised ksenofüofoorid, mille läbimõõt oli vähemalt 10 sentimeetrit.
2. Vedel keskkond- ainuraksete organismide olemasolu põhitingimus. Pealegi pole see mitte ainult meri või soo, vaid ka vedelikud inimese või muude olendite kehas.
3. Üherakulised organismid võtavad ruumi ja meelitavad toitu kasutades lähemale pseudopoodid(ajutised, pidevalt muutuva kujuga ektoplasma väljakasvud, nagu amööb), flagella(õhukesed pikad organellid, tsütoplasma niidid, mis asuvad keha esiosas, nagu rohelisel euglenal) ja ripsmed(mitmed tsütoplasma väljakasvud kogu kehas, nagu ripsloom). Lipukesed keerduvad vedeliku sisse nagu korgitser ja ripsmed “klapivad”, tekitades lainelise liikumise.
4. Enamik üherakulisi organisme - heterotroofid st toituvad valmis orgaanilistest ainetest. Euglena roheline - miksotroof, aga koloniaalne Volvox - autotroof.
5. Ärrituvus(raku võime muuta füüsikalisi ja keemilisi omadusi keskkonnatingimuste mõjul), üks elusorganismi põhiomadusi, avaldub algloomades. taksod: reaktsioonid mis tahes ärritusele. Üherakulised organismid liiguvad kas stiimuli (näiteks toidutüki) poole või sellest eemale.
6. Refleksidüherakulistel organismidel puudub närvisüsteemi puudumise tõttu.
8. Algloomade mittesugulisel paljunemisel ei toimu erinevalt mitmerakulistest hävimist. tuumaümbris rakkude jagunemise ajal.
9. Muidugi on algloomadel mitokondrid.
Üherakuliste loomade tähendus
1. Algloomad söövad suuremad selgrootud.
2. Sadade tuhandete aastate jooksul moodustasid amööbide, foraminifeeride, radiolaariumide ja muude sarnaste olendite välis- ja siseskeletid mere settekivimid, mida inimesed ehituses kasutavad (näiteks karbikivi).
Alamkuningriiki Algloomad on üherakulised loomad. Mõned liigid moodustavad kolooniaid.
Algloomarakk on samasuguse ehitusega kui paljurakulise looma rakk: see on piiratud membraaniga, siseruum on täidetud tsütoplasmaga, mis sisaldab tuuma (tuumasid), organelle ja inklusioone.
Mõne liigi rakumembraani esindab välimine (tsütoplasmaatiline) membraan, teistes - membraan ja pelliikul. Mõned algloomade rühmad moodustavad enda ümber kestad. Membraanil on eukarüootsele rakule omane struktuur: see koosneb kahest fosfolipiidide kihist, millesse valgud on erinevatele sügavustele “sukeldunud”.
Südamike arv - üks, kaks või enam. Tuuma kuju on tavaliselt ümmargune. Südamikku piiravad kaks membraani, need membraanid on läbi imbunud pooridega. Tuuma sisemine sisu on tuumamahl (karüoplasma), mis sisaldab kromatiini ja nukleoole. Kromatiin koosneb DNA-st ja valkudest ning on kromosoomide eksisteerimise faasidevaheline vorm (dekondenseerunud kromosoomid). Tuum koosneb rRNA-st ja valkudest ning on koht, kus moodustuvad ribosomaalsed subühikud.
Tsütoplasma välimine kiht on tavaliselt heledam ja tihedam - ektoplasma, sisemine kiht - endoplasma.
Tsütoplasmas on organellid, mis on iseloomulikud nii paljurakuliste loomade rakkudele kui ka ainult sellele loomarühmale iseloomulikud organellid. Algloomade organellid, mis on ühised mitmerakulise loomaraku organellidega: mitokondrid (ATP süntees, orgaaniliste ainete oksüdatsioon), endoplasmaatiline retikulum (ainete transport, erinevate orgaaniliste ainete süntees, kompartmentaliseerimine), Golgi kompleks (erinevate akumuleerumine, modifitseerimine, sekretsioon orgaanilised ained, süsivesikute ja lipiidide süntees, primaarsete lüsosoomide moodustumise koht, lüsosoomid (orgaaniliste ainete lagunemine), ribosoomid (valgu süntees), tsentrioolidega rakukeskus (mikrotuubulite, eriti spindli mikrotuubulite moodustumine), mikrotuubulid ja mikrokiud (tsütoskelett). Algloomade organellid, mis on iseloomulikud ainult sellele loomarühmale: stigmad (valguse tajumine), trikotsüstid (kaitse), akstostiil (tugi), kontraktiilsed vakuoolid (osmoregulatsioon) jne. Taimelipulites esinevaid fotosünteesi organelle nimetatakse kromatofoorideks. Algloomade liikumisorganellid on esindatud pseudopoodide, ripsmete ja lipudega.
Toitumine - heterotroofne; taimede flagellaatides - autotroofne, võib olla miksotroofne.
Gaasivahetus toimub rakumembraani kaudu; valdav enamus algloomadest on aeroobsed organismid.
Reaktsioon keskkonnamõjudele (ärritatavus) avaldub taksode näol.
Ebasoodsate tingimuste ilmnemisel moodustab enamik algloomadest tsüste. Entsüstimine on viis ebasoodsate tingimuste üleelamiseks.
Algloomade peamine paljunemisviis on mittesuguline paljunemine: a) emaraku jagunemine kaheks tütarrakuks, b) emaraku jagunemine paljudeks tütarrakkudeks (skisogoonia), c) pungumine. Mittesuguline paljunemine põhineb mitoosil. Paljudel liikidel toimub suguline protsess – konjugatsioon (ripsloomad) ja suguline paljunemine (sporofüüdid).
Elupaigad: mere- ja mageveekogud, pinnas, taime-, looma- ja inimorganismid.
Algloomade klassifikatsioon
- Subkuningriigi algloomad ehk üksikrakud (algloomad)
- Sarcomastigophora tüüp
- Alamhõimkond (Mastigophora)
- Klass Taimelipikud (Phytomastigophorea)
- Klass Loomade flagellaadid (Zoomastigophorea)
- Alamtüüp Opalina (Opalinata)
- Alamtüüp Sarcodina
- Rhizopoda klass (Rhizopoda)
- Klass Radiolaria ehk kiired (Radiolaria)
- Klass päevalilled (Heliozoa)
- Alamhõimkond (Mastigophora)
- Tüüp Apicomplexa
- Perkinsea klass
- Sporozoea klass
- Myxosporidium (Myxozoa)
- Klass Myxosporea
- Klass Actinosporidia (Actinosporea)
- Microsporidia tüüp (Microspora)
- Ripslaste tüüp (Ciliophora)
- Ripslaste klass (Ciliata)
- Imevate ripsloomade klass (Suctoria)
- Tüüp Labyrinthula (Labirinthomorpha)
- Tüüp Ascetosporidia
- Sarcomastigophora tüüp
Algloomad ilmusid umbes 1,5 miljardit aastat tagasi.
Algloomad kuuluvad primitiivsete üherakuliste eukarüootide hulka (superkuningriik Eucariota). Nüüdseks on üldiselt aktsepteeritud, et eukarüootid arenesid prokarüootidest. Eukarüootide tekke kohta prokarüootidest on kaks hüpoteesi: a) järjestikused, b) sümbiootilised. Järjestikuse hüpoteesi kohaselt tekivad membraani organellid järk-järgult prokarüootide plasmalemmast. Sümbiootilise hüpoteesi (endosümbiootiline hüpotees, sümbiogeneesi hüpotees) kohaselt tekib eukarüootne rakk mitme iidse prokarüootse raku sümbiooside jada tulemusena.
Üherakulisteks ehk algloomadeks nimetatakse tavaliselt neid organisme, mille kehad on üks rakk. Just see rakk täidab kõiki keha eluks vajalikke funktsioone: liikumist, toitumist, hingamist, paljunemist ja ebavajalike ainete eemaldamist kehast.
Algloomade alamkuningriik
Algloomad täidavad nii raku kui ka üksikorganismi funktsioone. Maailmas on umbes 70 tuhat selle alamkuningriigi liiki, enamik neist on mikroskoopilise suurusega organismid.
2-4 mikronit on väikeste algloomade suurus ja tavalised ulatuvad 20-50 mikronini; sel põhjusel on võimatu neid palja silmaga näha. Kuid on näiteks 3 mm pikkuseid ripsloomi.
Algloomade alamkuningriigi esindajatega saate kohtuda ainult vedelas keskkonnas: meredes ja veehoidlates, soodes ja märjal pinnasel.
Millised on üherakuliste organismide tüübid?
Üherakulisi organisme on kolme tüüpi: sarkomastigofoorid, eosloomad ja ripsloomad. Tüüp sarkomastigofoor sisaldab sarkoode ja flagellaate ning tüüpi ripslased- ripsmeline ja imev.
Struktuursed omadused
Üherakuliste organismide struktuuri tunnuseks on struktuuride olemasolu, mis on iseloomulikud eranditult algloomadele. Näiteks rakusuu, kontraktiilne vakuool, pulber ja rakuneelu.
Algloomadele on iseloomulik tsütoplasma jagunemine kaheks kihiks: sisemine ja välimine, mida nimetatakse ektoplasmaks. Sisemise kihi struktuur sisaldab organelle ja endoplasma (tuuma).
Kaitseks on pelliikul - tsütoplasma kiht, mida iseloomustab tihenemine, ja organellid tagavad liikuvuse ja mõned toitumisfunktsioonid. Endoplasma ja ektoplasma vahel on vaakumid, mis reguleerivad vee-soola tasakaalu ühes rakus.
Üherakuliste organismide toitumine
Algloomadel on võimalik kahte tüüpi toitumine: heterotroofne ja segatud. Toidu omastamiseks on kolm võimalust.
Fagotsütoos nimetage tahkete toiduosakeste püüdmise protsessi tsütoplasmaatiliste väljakasvude abil, mida leidub algloomades, aga ka muudes spetsialiseeritud rakkudes mitmerakulistes organismides. A pinotsütoos mida esindab vedeliku omastamise protsess rakupinna enda poolt.
Hingetõmme
Valik algloomadel toimub see difusiooni teel või kontraktiilsete vakuoolide kaudu.
Algloomade paljunemine
Paljunemiseks on kaks meetodit: seksuaalne ja aseksuaalne. Aseksuaalne mida esindab mitoos, mille käigus toimub tuuma ja seejärel tsütoplasma jagunemine.
A seksuaalne Paljunemine toimub isogaamia, oogaamia ja anisogaamia kaudu. Algloomadele on iseloomulik vahelduv suguline paljunemine ja ühe- või mitmekordne mittesuguline paljunemine.