Мутуализм

Мутуализм - форма симбиоза, при которой присутствие каждого из двух видов становится обязательным для обоих, каждый из сожителей получает относительно равную пользу, и партнеры (или один из них) не могут существовать друг без друга.
Типичный пример мутуализма - отношения термитов и жгутиковых простейших, обитающих в их кишечнике. Термиты питаются древесиной, однако у них нет ферментов для переваривания целлюлозы. Жгутиконосцы вырабатывают такие ферменты и переводят клетчатку в сахара. Без простейших - симбионтов - термиты погибают от голода. Сами же жгутиконосцы помимо благоприятного микроклимата получают в кишечнике пищу и условия для размножения.

Примером мутуализма является симбиоз рыб-клоунов с актиниями. Вначале рыба слегка касается актинии, позволяя ей ужалить себя и выясняя точный состав слизи, которым покрыта актиния, - эта слизь нужна актинии, чтобы она сама себя не жалила. Затем рыба-клоун воспроизводит этот состав и после этого может прятаться от врагов среди щупалец актинии. Рыба-клоун заботится об актинии - вентилирует воду и уносит непереваренные остатки пищи. Рыбки никогда не удаляются далеко от «своей» актинии. Самцы прогоняют от неё самцов, самки - самок. Территориальное поведение, видимо, стало причиной контрастной окраски.
Мутуализм может быть «жёстким» или «мягким». В первом случае сотрудничество жизненно необходимо для обоих партнёров (они связаны отношениями коадаптации), во втором отношения более или менее факультативны (это называется протокооперацией).

Рыба-клоун. Фото: Thomas Quine

Комменсализм

Комменсализм - способ совместного существования двух разных видов живых организмов, при которых одна популяция извлекает пользу от взаимоотношения, а другая не получает ни пользы, ни вреда.

В зависимости от характера взаимоотношений видов-комменсалов выделяют три вида:
комменсал ограничивается использованием пищи организма другого вида (например, в извивах раковины рака-отшельника обитает кольчатый червь из рода Nereis, питающийся остатками пищи рака);
комменсал прикрепляется к организму другого вида, который становится «хозяином» (например, рыба-прилипала плавником-присоской прикрепляется к коже акул и др. крупных рыб, передвигаясь с их помощью);
комменсал селится во внутренних органах хозяина (например, некоторые жгутиконосцы обитают в кишечнике млекопитающих).

Примером комменсализма могут служить бобовые (например, клевер) и злаки, совместно произрастающие на почвах, бедных доступными соединениями азота, но богатых соединениями калия и фосфора. При этом если злак не подавляет бобовое, то оно в свою очередь обеспечивает его дополнительным количеством доступного азота. Но подобные взаимоотношения могут продолжаться только до тех пор, пока почва бедна азотом и злаки не могут сильно разрастаться. Если же в результате роста бобовых и активной работы азотфиксирующих клубеньковых бактерий в почве накапливается достаточное количество доступных для растений соединений азота, этот тип взаимоотношений сменяется конкуренцией. Результатом её, как правило, является полное или частичное вытеснение менее конкурентоспособных бобовых из фитоценоза.

Другой вариант комменсализма: односторонняя помощь растения-«няни» другому растению. Так, береза или ольха могут быть няней для ели: они защищают молодые ели от прямых солнечных лучей, без чего на открытом месте ель вырасти не может, а также защищают всходы молодых елочек от выжимания их из почвы морозом. Такой тип взаимоотношений характерен лишь для молодых растений ели. Как правило, при достижении елью определенного возраста она начинает вести себя как очень сильный конкурент и подавляет своих нянь.
В таких же отношениях состоят кустарники из семейств губоцветных и сложноцветных и южно-американские кактусы. Обладая особым типом фотосинтеза (САМ-метаболизм), который происходит днем при закрытых устьицах, молодые кактусы сильно перегреваются и страдают от прямого солнечного света. Поэтому они могут развиваться только в тени под защитой засухоустойчивых кустарников. Имеются также многочисленные примеры симбиоза, выгодного для одного вида и не приносящего другому виду ни пользы, ни вреда. Например, кишечник человека населяет множество видов бактерий, присутствие которых безвредно для человека. Аналогично, растения, называемые бромелиадами (к которым относится, например, ананас), обитают на ветвях деревьев, но получают питательные вещества из воздуха. Эти растения используют дерево для опоры, не лишая его питательных веществ. Растения питательные вещества делают сами, а не получают из воздуха.

Разновидность симбиоза - эндосимбиоз, когда один из партнёров живёт внутри клетки другого.

Жгутиковые

Группа простейших

* Простейшие (протисты ) – группа различных по строению и образу жизни ядерных организмов (эукариот), общим признаком которых является отсутствие тканевой дифференциации. Среди простейших встречаются как одноклеточные организмы (инфузории, амёбы, хламидомонады), так и многоклеточные организмы (бурые, красные и другие водоросли).

Примитивная сложность

* Если сравнивать протистов с многоклеточными животными и растениями, то станет понятно, что протисты гораздо примитивнее. Однако, если сравнить отдельную клетку многоклеточного животного с клеткой простейшего, то картина получится как раз обратная: одна-единственная клетка протист выполняет все необходимые функции, связанные с движением, питанием, размножением, в то время как клетки высших животных и растений, дифференцируясь, становятся проще, хотя и гораздо эффективнее в своей специфической функции.

Движение

* Все жгутиковые имеют не менее одного жгутика (некоторые – тысячи). Жгутики являются их основным движителем. Совершая сложные движения, отдалённо напоминающие восьмерки, они буквально «ввинчивают» жгутиконосцев в воду. Перемещение таким способом получило название движения по принципу тянущего винта.

Питание

Оболочка

* Клетка жгутиковых одета тонкой наружной оболочкой либо хитиновым панцирем.

* Жгутиконосцы сохраняют постоянную форму тела.

Строение

* Ядер одно или несколько. Некоторые жгутиковые имеют светочувствительный органиод (стигму) до 25 микрон в диаметре, расположенный у основания жгутика.

Размножение

* Размножаются эти протисты делением надвое; при неблагоприятных обстоятельствах многие образуют цисты, из которых выходит большое количество молодых организмов. Некоторые жгутиковые образуют колонии.

Значение для человека

Роль в природе

* Более 200 видов жгутиковых обитают в желудках термитов, превращая в них клетчатку в сахар.

* Воротничковые жгутиконосцы – возможные предки многоклеточных животных.

В задней кишке низших термитов обитают разнообразные простейшие, среди которых наибольшее значение имеют жгутиконосцы класса Mastigophora, представленные отрядами Polymastigina и Hypermastigina.

Из 10 семейств отряда Polymastigina 4 ограничены только кишечником термитов и тараканов, представители других семейств встречаются также в кишечнике некоторых других насекомых и позвоночных. Отряд Hypermastigina, включающий 7 семейств и более 70 видов, локализован только в кишечнике древоядных тараканов и низших термитов.

В кишечнике высших термитов крупные жгутиконосцы не обнаружены. Представители классов Sarcodina, Sporozoa и Infusoria, найденные в их кишечнике, живут и в свободном состоянии в почве.

Из двух видов высших термитов, обитающих на территории СССР, простейшие исследованы только у Microcerotermes turkmenicus. Они найдены в небольшом количестве и только у рабочих особей.

Количество простейших в кишечнике рабочих особей и псевдоэргат низших термитов обычно очень велико и может составлять от 16 до 50% веса термита. Они сосредоточены в толстой кишке и заполняют весь ее объем. При этом разные виды занимают определенные участки кишки. Представители семейства Oxymoriadidae прикрепляются к ее стенкам, причем виды Dinenympha - в передней части, a Pyrsonympha - в конце. Жгутиконосцы семейства Hypermastigidae могут плавать по всему объему полости толстой кишки.

Изучение кишечной фауны термитов до сих пор затруднено недостаточностью сведений о жизненных циклах жгутиконосцев. В связи с этим нередко различные стадии развития одного организма описываются как разные виды. Обзоры по систематике простейших из кишечника термитов даны Штейнхаузом, Хонигбергом и Маннесманом.

У близких видов термитов состав простейших очень сходен, что в ряде случаев помотает диагностировать самих термитов и анализировать их эволюцию. У термитов одного рода (Anacanthotermes или Reticulitermes) состав простейших довольно близок. Более резкие различия в фауне жгутиконосцев наблюдаются у представителей разных семейств. При этом К. flavicollis вообще не имеют в кишечнике жгутиконосцев из наиболее специализированных семейств.

У личинок младших возрастов, которые еще не могут самостоятельно добывать корм и получают пищу путем стомодеального трофаллаксиса от рабочих-термитов, жгутиконосцы в кишечнике отсутствуют. У солдат, которые также не могут питаться самостоятельно, толстая кишка меньше по объему, чем у рабочих, и содержит соответственно меньше простейших.

Крылатые имаго после линьки лишены жгутиконосцев, но перед, вылетом из гнезда получают их путем проктодеального трофаллаксиса от других членов семьи. После развития в новой семье достаточного количества рабочих термитов царская пара переходит полностью на их обеспечение и получает пищу только путем трофаллаксиса; при этом из их кишечника выводятся все жгутиконосцы.

В семье термиты заражаются простейшими, получая проктодеальную пищу. Это капля жидкости, выделяемая термитами из анального отверстия при отсутствии в ректуме экскрементов. Она содержит простейших и мелкие кусочки древесины и быстро слизывается другим термитом. Проктодеальную пищу едят не только личинки и перелинявшие особи, но и нормально функционирующие рабочие термиты.

Для такой передачи от одного термита к другому у жгутиконосцев выработались специфические мумифицированные формы, всегда присутствующие в небольшом количестве в толстой кишке. Их цитоплазма более однородная. и густая, не содержит пищеварительных вакуолей, оболочка более плотная. Сами клетки часто округляются и уменьшаются в размерах, а покрывающие их многочисленные жгутики сбиваются в виде густого войлока. Мумифицированные формы без повреждений способны проходить через пищеварительный тракт термита до толстой кишки, где очень быстро размножаются, пока не заполнят весь ее объем.

Жизненный цикл многих жгутиконосцев хорошо приспособлен к развитию термита с периодическими линьками, во время которых его. кишечник полностью освобождается. Так, половой процесс Trichonymphidae приурочен к периодам линьки хозяина и стимулируется линочным гормоном - экдизоном. Некоторые простейшие вообще размножаются только простым делением.

По результатам цитологических исследований, всех простейших, обитающих в кишечнике термитов, принято делить на ксилофагов и осмотрофов. К первой группе относятся все виды Trichonympha, Joenia и многие другие, способные захватывать частицы древесины, которые со временем, очевидно, под действием ферментов, изменяют форму и окраску. Этот процесс протекает в явно выраженной пищеварительной вакуоли или без ее образования.

Представители родов Tricercomites, Hexamastix, Dinenympha, Streblomastix и некоторые другие виды древесиной, не питаются и многими авторами причисляются к осмотрофам. Однако многие из них могут питаться и бактериями.

Растительные жгутиконосцы могут жить поодиночке, а могут образовывать колонии. Из этих колоний наибольшей известно­стью пользуется вольвокс (что по-латыни означает «катящий­ся») - заполненный слизью шар, состоящий из тысячи или нескольких тысяч клеток, похожих на одиночную хламидомо­наду. Эти колонии наблюдал в свой микроскоп ещё Антони ван Левенгук. Голландский натуралист пришёл в восторг от того, как кружились и перемещались в воде эти зелёные шарики. Их

ЖГУТИКОНОСЦЫ И ТЕРМИТЫ

О термитах (их зовут ещё «белыми муравьями») рассказывают множе­ство самых невероятных историй. О том, как они превращали в пыль огром­ные, кропотливо собранные библиотеки. О том, как они незаметно сгрызали изнутри целые дома, не делая различия между хижинами бедняков и кня­жескими дворцами, лишь бы здания были построены из дерева. И эти дома рассыпались от единого прикосновения. Как они уничтожили целый город - Джеймстаун на острове Святой Елены.

Что же даёт «белым муравьям» удивительную способность поглощать и переваривать столь неудобоваримые ма­териалы, как бумага, древесина, - Одним словом, целлюлоза?

Учёные, решившие исследовать пище­варение термитов, установили поразительный факт. Переваривать цел­люлозу (т. е. древесину, бумагу) термиты не способны. Переваривают её простейшие - жгутиконосцы, обита­ющие в их кишечнике. Вес этих жгутиконосцев достигает 1/3 общего ве­са насекомого!

Термиты и жгутиконосцы настоль­ко сжились между собой, что уже не смогли бы друг без друга существовать. Жгутиконосцы могут обитать только в кишечнике своих друзей-термитов (хотя дружба здесь не идеальная: при не­достатке белковой пищи термит, не­долго думая, переваривает часть своих «квартирантов»). Но и термит,

движение напоминает вращающуюся Вселенную, состоя­щую из множества звёзд.

Вольвокс находится на границе между простейшими и многоклеточными организмами. Клетки вольвокса связаны друг с другом, их жгутики движутся синхронно, как вёсла умелых гребцов. На одной стороне вольвокса особенно хоро­шо развиты «глазки»: этой «зрячей» стороной вперёд он и плывёт.

Американский писатель Джон Апдайк утверждает, что вольвокс был первым существом на Земле, «изобретшим» смерть: «Амёбы никогда не умирают, но вольвокс, этот под­вижный, перекатывающийся шар водорослей, нечто среднее между растением и животным - под микроскопом он кру­жится, как танцор на рождественском балу, - впервые осу­ществив идею сотрудничества, ввёл жизнь в царство неизбеж­ной - в отличие от случайной - смерти».

Отдельные клетки вольвокса - половые - делятся и оставляют потомство. В колонии таких клеток всего с деся­ток. Большинству же клеток суждено бесследно погибнуть. Внутри шарика вольвокса «зреют» дочерние колонии (а внутри дочерних - иногда и «внучатые»). В конце концов родительская колония лопается и погибает. Дочерние ко­лонии выходят «на свободу».

ПАНЦИРНЫЕ ЖГУТИКОНОСЦЫ

Эти растительные жгутиконосцы (их называют ещё перидинеями) одеты в толстый «панцирь» из целлюлозы, часто причудливой формы, напоминающий то рогатый шлем древнего воина, то какой-то диковинный кубок. Необычная форма - не бесполезное излишество. Благодаря ей перидинеи, как и радиолярии, «парят» в толще воды.

Подавляющее большинство людей даже не подозревают о существовании перидиней. Между тем именно они (вместе с диатомовыми водорослями, о которых рассказано в статье «Водоросли») производят три четверти всех создаваемых на Земле органических веществ.

От обилия перидиней вода в морях и океанах иногда может приобретать красный или бурый цвет.

К перидинеям относится и знаменитая, способная све­титься, ночесветка . Светиться она начинает от любого раз­дражения, возможно отпугивая вспышкой предполагаемого врага. В темноте это хорошо заметно. Ю. И. Полянский пишет о ночесветке: «Всякий, кому приходилось в тёплую летнюю ночь плыть по Чёрному морю в лодке или на пароходе, вероятно, имел возможность наблюдать это эф­фектное явление. При ударе вёсел по воде, при падении капель воды с вёсел в море, при вращении пароходного винта и т. п. вода начинает светиться слабым фосфоричес­ким, но вполне отчётливым светом. При этом видны бывают отдельные вспышки, напоминающие искорки».

Русский писатель Иван Гончаров в своём произведении «Фрегат "Паллада"» так описывал свечение ночесветок, которых он называет «красной икрой»: «Множество крас­ной икры, точно толчёный кирпич, пятнами покрывает в разных местах море. Икра эта сияет по ночам нестерпимым фосфорическим блеском. Вчера свет был так силён, что из-под судна как будто вырывалось пламя; даже на парусах отражалось зарево, сзади кормы стелется широкая огненная улица; кругом темно... »

В отличие от большинства перидиней ночесветка питает­ся как животное: она заглатывает других простейших,

Вольвокс и одиночная хламидомонада.

лишённый жгутиконосцев, проживёт недолго. Он активно поглощает пищу... и недели через две гибнет, не в силах её переварить (термиты с жгутиконосцами в кишечнике живут более года). Единственный способ спасти такого «стерильного» термита - снова заразить его жгутиконосцами.

Лишь у «царицы» термитника нет жгутиконосцев в кишечнике. Это и понятно: она избавлена от необходимости есть такую грубую «плебейскую» пищу, как древесина, и кормят её «рабочие» термиты полупереварен­ной питательной кашицей.

Любопытно, что кусочки древесины эти жгутиконосцы не отправляют в рот (которо­го у них нет), а поглощают по способу амёбы - обволакивая ложноножками.

Различные перидинеи. Внизу слева - ночесветка.

водоросли. Как и у всех перидиней, у ночесветки два жгутика. Одним из них, очень толстым, она подгоняет ко рту пищу. В целом она напоминает шарик размером до 2 мм.

ЖИВОТНЫЕ ЖГУТИКОНОСЦЫ

Надо сказать, что жгутиконосцы, причисляе­мые к царству животных, часто уступают своим растительным собратьям по сложности организации. Большинство из них являются па­разитами.

Самый известный из жгутиконосцев - пара­зитов человека - трипаносома, возбудитель сон­ной болезни. Из рассказа очевидца о признаках этой болезни: «Вожди племён в жаркой Африке точно знают, что воспаление шейных желёз оз­начает первые признаки тяжёлой болезни. Они охотно дают разрешение здоровым ещё мужчи­нам, но с признаками этой болезни, вербоваться в носильщики караванов, чтобы те не стали бременем для деревни и ушли из неё. Для забо­левших людей наступает время страданий. На­чинается болезнь с перемежающейся лихорадки. В железах заболевших или в их крови можно обнаружить трипаносом. Во множестве проника­ют они и в мозг. Тут болезнь вступает в самую серьёзную свою стадию. Опухоли возникают то тут, то там на теле, человек быстро худеет... Вскоре он так ослабевает, что не может уже стоять на ногах, и после многих месяцев болезни умирает» (Е. Мартини).

Существует несколько видов трипаносом. Од­ни из них поселяются в крови копытных живот­ных, другие - в крови человека.. В одном на­пёрстке крови заражённой лошади поселяется свыше 200 тыс. трипаносом. Трипаносомы, по­ражающие человека, постоянно обитают в крови африканских антилоп, не причиняя этим живот­ным никакого вреда. От антилоп к человеку трипаносому переносит печально известная кро­вососущая муха цеце. Трипаносомы попадают в кишечник мухи с кровью антилопы и не погиба­ют там, а, наоборот, бурно размножаются. И если такая муха укусит человека, он может заболеть сонной болезнью.

КЛАСС СПОРОВИКИ

МАЛЯРИЯ. Самая известная из болезней, вызываемых споровиками, - малярия. Название болезни переводится с латинского как «дурной воздух». В прежние времена люди думали, что причина болезни - ядовитые болотные испа­рения. Отсюда и другое её название - болотная лихорадка. Как выяснилось в конце XIX в., ма­лярия и вправду отчасти связана с болотами, но не с их испарениями, а с живущими в болотистых местностях комарами из рода анофелес, разно­сящими болезнь.

Течение болезни довольно необычно. У забо­левшего возникает озноб, настолько сильный, что даже тепло укрытому больному не удаётся согреться. Затем озноб сменяется жаром, сильно повышается температура. На следующий день человек чувствует себя почти здоровым. Но каж­дый третий день (при трёхдневной лихорадке) или каждый четвёртый день (при четырёхднев­ной) приступ повторяется. Особенно опасна так называемая тропическая лихорадка - разно­видность малярии, когда приступы повторяются каждый день. Постепенно человек слабеет от приступов, у него развивается малокровие. В начале XX в. малярией ежегодно болело свыше 100 млн. людей. Каждый сотый заболевший уми­рал.

Трипаносомы в крови.

Внизу: больной сонной болезнью.

Но, чтобы завершить цикл своего развития, плазмодию необходимо вернуться в организм комара анофелеса, откуда он при укусе и попал в кровь человека. Для этого комар должен на­питься крови больного малярией человека.

Малярийный плазмодий довольно теплолю­бив и в холодном климате в организме комаров не развивается. Поэтому малярия особенно сви­репствует в странах с тёплым и влажным клима­том. В Азии и Африке от неё страдают десятки миллионов людей.

О лекарствах, помогающих при малярии, и истории их применения рассказано в статье «Хин­ное дерево». Но более перспективный способ лик­видации малярии - борьба с малярийными ко­марами.

Очень эффективным оказалось использование для этой цели небольших рыбок - гамбузий, завезённых из Америки. Рыбка в больших коли­чествах пожирает личинки малярийных кома­ров, снижая тем самым и количество взрослых насекомых.

ХИЩНЫЕ ИНФУЗОРИИ

Не обошлось в мире инфузорий без хищников. Инфузория туфелька может стать жерт­вой другой инфузории - дидиния.

Дидиний меньше туфельки примерно в 5 раз. Порой дидиний нападают на свою добычу целым «отрядом» из 4-5 инфузорий. Они протыкают оболочку своей жертвы твёрдыми хоботками, а затем, постепенно расширяя ротовые отверстия, заглатывают её целиком!

При этом дидиний страшно раздувается. В день один дидиний может съесть 10-12 туфелек.

Хищные инфузории дидинии атакуют туфельку.

Сосущая инфузория высасывает с помощью щупалец несколько инфузорий.

КЛАСС ИНФУЗОРИИ

Эти простейшие покрыты как будто тончайшей «шер­стью» - ресничками. У каждой инфузории их около 10-20 тыс. Реснички - это те же укороченные жгутики. Движение ресничек волнообразно, как колыхание пше­ничного поля. Синхронно взмахивая около 30 раз в секунду, ряды ресничек, как вёсла множества гребцов, движут инфузорию вперёд. Этот «скоростной» способ передвижения, конечно, не сравнить с неспешным пере­теканием амёбы. Помещённая в каплю воды под окуляр микроскопа, инфузория часто столь стремительно пере­секает поле зрения микроскопа, что напоминает малень­кую ракету. За секунду инфузория часто проплывает 10-20 длин своего тела.

Инфузории - самые совершенные создания природы среди простейших. Это процветающая группа животных, к которой принадлежит более 7 тыс. видов.

Можно сказать, что эволюция, начав «лепку» тела простейших с бесформия амёбы, постепенно пришла к строго определённым формам тела у инфузорий.

У большинства инфузорий есть хорошо оформленная глотка - довольно глубокая впадина или воронка на теле. Бактерии и прочая добыча инфузорий, если они попали в глотку, уже никуда не денутся - взмахи ресничек отправят их на дно глотки, где расположен рот.

Другое важное усовершенствование строения инфу­зории - наличие в клетке не менее двух ядер. Зачем это нужно?

Ядро, как известно, является хранилищем «инструк­ций и чертежей», определяющих работу клетки. Два ядра можно сравнить с двумя залами библиотеки. В первом - книги (чертежи и инструкции) находятся в постоянном обороте, на руках, их читают, они часто получают повреждения. Это большое ядро инфузории (макронуклеус). Оно руководит всей повседневной дея­тельностью клетки. Во втором же зале нашей библиотеки хранятся точно такие же книги (копии тех же инструк­ций и чертежей), но в неприкосновенном виде. Здесь они сберегаются для будущих поколений. Это малое ядро инфузории (микронуклеус). Оно необходимо только в самые важные моменты жизни инфузорий - при поло­вом процессе (о котором речь пойдёт ниже).

ПОЛОВОЙ ПРОЦЕСС У ИНФУЗОРИЙ

Каждая инфузория регулярно делится надвое, по­рождая две свои точные копии, похожие, как близ­нецы. На первый взгляд может показаться, что инфу­зории сумели для себя осуществить давнюю мечту человека о бессмертии и вечной молодости. Но это не так. Если бесконечно выращивать потомство одной-единственной инфузории, в конце концов через не­сколько сот поколений станут заметны признаки вы­рождения, старения.

Персонажи некоторых сказок (например, герои «Конь­ка-горбунка» Павла Ершова) пытались омолодиться, бросаясь в котёл с кипящей водой. Часто это приводило к самым печальным последствиям. Для инфузорий омоложение тоже удивительным образом переплетено

Различные инфузории, в том числе туфелька и трубач (вверху в центре и справа).

СОСУЩИЕ ИНФУЗОРИИ

Сосущие инфузории - одна из разновидно­стей хищников мира про­стейших. Они утратили почти все полезные «приобретения» инфу­зорий: реснички, глотку, рот, подвижность. Зато приобрели длинные, по­лые внутри щупальца, иногда разветвлённые.

Сосущие инфузории не гоняются за своей до­бычей, а, неподвижно сидя на месте и рас­ставив щупальца, поджидают её. Вот смер­тоносное щупальце заде­вает инфузория (или иное простейшее), плыву­щая мимо.

Жертва моментально прилипает к щупаль­цу. После чего она начинает, как по волшеб­ству, на глазах «та­ять», уменьшаться. Щупальце проткнуло обо­лочку пойманного про­стейшего, и его содержимое перекачива­ется по щупальцу внутрь тела сосущего хищника. От жертвы остаётся лишь опустевшая оболочка.

Молодые сосущие инфузории (бродяжки) имеют реснички и могут плавать, выбирая место своего будущего посе­ления. Особенно любо­пытно рождение бродяжки. Она развивает­ся вначале внутри тела материнской инфузории. Ю. И. Полянский пишет об этом: «Наружу бро­дяжка выходит через специальные отверстия, сквозь которые с извест­ным трудом «протискивается». Такое развитие зародыша внутри тела матери, а затем акт деторож­дения - интересная ана­логия простейшего с тем, что происходит у вышестоящих многокле­точных организмов».

со смертью. Особь умирает и в то же время - рождается заново. Каков же рецепт омоложения, «придуманный» инфузориями?

«Рождаются заново» инфузории в ходе полового процесса, именуемого конъюгацией.

При этом две особи прикладываются друг к другу брюшной стороной, где находится рот. Большие их ядра разрушаются, а малые начинают делиться. В конце концов у каждой особи образуется по два приблизительно одинако­вых ядра. И тут наступает самый важный момент: инфузории обмениваются ядрами. Одно из ядер (мужское) инфузория дарит партнёру, второе (женское) оставляет себе. Затем у каждой особи мужские ядра сливаются с женскими.

Расходятся после этого уже совсем не те существа, которые встретились. Теперь каждое из них - наполовину прежняя особь, а наполовину - копия партнёра. Пожалуй, инфузории могут в самом точном и буквальном смысле назвать своих «супругов» «половиной» друг друга!

ИНФУЗОРИИ ТУФЕЛЬКИ

Эти хорошо известные инфузории встречаются в воде, где стояли срезан­ные цветы, в настое обычного лугового сена. Они заметны невооружён­ным глазом, достигая в длину 0, 2 мм. По форме они и вправду напоминают туфельку.

Туфелька не беззащитна. При раздражении с поверхности её тела «вы­стреливают» длинные тонкие нити (трихоцисты), и вправду похожие на стрелы, к тому же, видимо, ядовитые, поражающие врага или добычу. Трихоцистов у инфузории столько же, сколько и ресничек.

В статье «Осмос» говорится о том, что пресная вода всегда стремится «растворить» любое обитающее в ней живое существо, наполняя его влагой, и приводится сравнение пресноводных простейших с «дырявыми лодками, из которых постоянно приходится отчерпывать воду».

В теле туфельки работают два «насоса» - две сократительные вакуоли, постоянно откачивающие из неё избыточную воду. Сокращаясь каждые 10 с, за полчаса они «выливают» из простейшего количество воды, по объёму равное ему самому.

ИНФУЗОРИИ ТРУБАЧИ

По форме эти красивые инфузории напоминают маленькие трубы, иногда

имеющие яркую окраску: голубую, зелёную. Один из видов морских трубачей стал первым простейшим, занесённым в Международную Красную книгу редких и исчезающих видов.

Инфузории туфельки, если их раздражать, например бросить в каплю воды рядом с ними кристаллик соли, стараются уплыть в другое место. Трубач, кроме того, умеет в случае опасности моментально сжиматься, превращаясь в шар. Эту способность он получил благодаря мышечным волоконцам - пример того, что они могут быть и у одноклеточных.

Внутри тела некоторых трубачей поселяются, к обоюдной выгоде, одно­клеточные зелёные водоросли. Они и придают трубачам необычный зелёный цвет. Такая совместная жизнь, приносящая пользу обоим живым сущест­вам, как известно, называется симбиозом.

СИДЯЧИЕ ИНФУЗОРИИ

Часть инфузорий предпочла беспокойному вечному поиску пропитания более размеренный оседлый образ жизни. Из числа сидячих инфузорий наиболее известны сувойки . Ю. И. Полянский сравнивает их с «изящными цветками вроде колокольчика или ландыша, сидящими на длинном стебельке».

Как правило, сидячие инфузории объединяются в колонии. Колонии инфузории зоотамния похожи на небольшие (до 3 мм) причудливые деревца. Стебелёк у такой колонии общий, выращенный совместными усилиями. При опасности вся колония, состоящая из 2-3 тыс. инфузорий, моментально собирается в комочек.

Всё-таки прикреплённость имеет некоторые недостатки. К примеру: как сидячим простей­шим расселяться по водо­ёму? Для этого инфузория может превращаться в сво­бодноплавающую форму - бродяжку. Несколько часов бродяжка разыскивает себе местожительство, а затем посе­ляется там, выпуская стебелёк.

У зоотамний на ветвях «деревца»-колонии висят постепенно растущие шары, напоминающие какие-то диковинные плоды. Каждый такой «плод» может быть в 100 раз больше отдельной инфузории. Это - будущие бродяжки. Сами они не добывают пищу, а получают её от других инфузорий колонии. «Созрев», они отрываются от колонии и уплы­вают на поиски подходящих мест, чтобы основать новые «поселения».

Достигнув в процессе роста 1 мм в диаметре, инфузория покидает рыбу и распадается на 1- 2 тыс. крошечных особей-бродяжек. Бродяжки заражают новых рыб.

Порой эта инфузория может полностью унич­тожить мальков в рыбоводческих хозяйствах.

Чтобы от неё избавиться, нужно создать ток воды, который будет вымы­вать бродяжек.

Впрочем, надо сказать, что эта болезнь у человека встречается несрав­ненно реже, чем амёбная дизентерия.

ИНФУЗОРИИ И КОПЫТНЫЕ ЖИВОТНЫЕ

Отдыхающие жвачные животные (рогатый скот, верблюды, овцы, ан­тилопы) постоянно пережёвывают «жвачку». Что они жуют и зачем? Оказывается, проглоченная на пастбище пища почти не разжёвывается, а только смачивается слюной и сразу попадает в специальный отдел желудка - рубец. Пищеварительный сок в рубце не выделяется. Зато здесь живёт огромное количество инфузорий и бактерий.

Ю. И. Полянский пишет: «Если взять каплю содержимого рубца и

Колония инфузории зоотамния.

Колония инфузории кампанелла.

рассмотреть её под микроскопом, то в поле зрения инфузории буквально кишат. Трудно даже в условиях куль­туры получить такую массу инфузорий. Количе­ство инфузорий в 1 куб. см содержимого рубца достигает миллиона, а нередко и более». Масса всех инфузорий в желудке коровы может дости­гать 3 кг.

Нечто похожее мы видели у термитов, кишеч­ник которых «набит» жгутиконосцами. Терми­ты, лишённые жгутиконосцев, не могут пере­варивать древесину и погибают от голода. Ко­пытные, лишённые инфузорий, от голода, судя по всему, всё-таки не погибают. Но инфузории тоже помогают им переваривать пищу.

Обработанная инфузориями пища скатывает­ся в шарики в другом отделе желудка - сетке - и оттуда возвращается в рот. Это и есть та «жвачка», которую усердно пережёвывает животное. Затем через третий отдел желудка - книжку (сетка и книжка названы так из-за формы складок на их внутренней поверхнос­ти) - пища попадает в сычуг. Сычуг соответст­вует желудку человека - здесь пища наконец обрабатывается пищеварительным соком.

У непарнокопытных (например, у лошади, осла) инфузориям «отведён» не желудок, а толс­тая и слепая кишки.

Любопытно, что в кишечнике некоторых дру­гих животных, совсем не родственных копыт­ным, тоже в изобилии живут инфузории. Напри­мер, содержимое кишечника морских ежей так же кишит инфузориями, как желудок копыт­ных. Пища морских ежей тоже растительная - водоросли, которые они соскабливают с подвод­ных предметов. Видимо, и у морских ежей инфу­зории помогают пищеварению.

В приведенном примере симбиоза термитов со жгутиковыми простейшими, для обеспечения попадания последних в кишечник молодых личинок термитов, у‘ этих личинок выработался совершенно необычный способ питания-они подлизывают экскременты взрослых особей и до этого времени никакой другой пищи не принимают.[ ...]

Хорошим примером симбиоза служит связь термитов с кишечными жгутиковыми организмами (полимастигина). Эти простейшие вырабатывают фермент, переводящий клетчатку в сахар. Только благодаря им термиты переваривают целлюлозу и без них погибают от голода. Жгутиковые получают в кишечнике термитов пищу и убежище - в свободном состоянии они жить не могут.[ ...]

Переваривание клетчатки с участием бактерий и простейших широко распространено и среди беспозвоночных животных. У низших термитов эта функция осуществляется главным образом с помощью простейших (жгутиковые), у высших термитов и других групп большее значение имеют бактерии. Впрочем, среди беспозвоночных имеются и формы, продуцирующие собственные ферменты, расщепляющие клетчатку. Так, примитивные насекомые чешуйницы Ctenolepisma lineata переваривают ее даже в условиях полного освобождения кишечника от бактерий (R. Lasker, A. Giese, 1956). Продукция целлюлозоли-тических ферментов, возможно, свойственна моллюску Teredo («корабельный червь») и некоторым другим животным, питающимся древесиной.[ ...]

Некоторые другие мутуалистические связи имеют уже значение для сообщества. Древесина - один из главных биологических ресурсов нашей планеты, но в мире очень мало высших животных, которые способны переваривать целлюлозу и лигнины, эти главные компоненты древесины. В зоне холодного умеренного климата разложение древесины осуществляют главным образом высшие грибы. В теплом умеренном и тропическом климатах много отмершей древесины потребляется термитами, которые содержат в своем пищеварительном тракте особые жгутиковые простейшие, способные использовать древесину как пищу. От этого партнерства простейшие получают дом и запас частиц раздробленной термитами древесины в качестве пищи, а термиты питаются излишками сахаров, получаемых из переваренной простейшими сверх своей надобности древесины. Крупные травоядные млекопитающие для переваривания растительных тканей нуждаются в симбиотических бактериях, живущих в рубце-специальной части желудка жвачных животных. Некоторые высшие растения (особенно бобовые) зависят от партнерства с азотофиксирующими бактериями, которые поселяются в корнях этих видов: растение снабжает бактерии пищей, а бактерии поставляют растению азот.