Функции амебы: Напишите органоиды и их функции Амёбы обыкновенной

Содержание

Амёба — передвижение, размножение, строение

Амёбы — отряд мельчайших одноклеточных организмов из подкласса корненожки класса саркодовые типа саркомастигофоры. Отличительной особенностью всех представителей данной группы простейших животных является способность образовывать ложноножки (псевдоподии) для передвижения и захвата пищи. Псевдоподии представляют собой выросты цитоплазмы, форма которых постоянно меняется.

Амёба считается одной из простейших форм живого. Однако с точки зрения физиологии клетка амёбы – это достаточно сложно устроенная система. В организме амёбы осуществляются функции, свойственные высшим многоклеточным организмам, – дыхание, выделение, пищеварение.

Подавляющее большинство видов амёб обитают в пресных и соленых водоемах. Реже они встречаются на растениях и во влажной почве. Некоторые виды паразитируют в организмах человека и некоторых хордовых животных.

Все амёбы имеют неправильную форму, которая постоянно изменяется за счет формирования ложноножек.

Это приспособление, как было указано выше, сформировалось в процессе эволюции для питания и передвижения. Данные организмы лишены плотной оболочки вокруг клетки. Имеется только специальный молекулярный слой, называемый плазматической мембраной, который представляет собой составной элемент живой цитоплазмы.

Внутреннее строение амёбы имеет характерные особенности. Цитоплазма делится на внутреннюю часть (эндоплазму) и внешнюю (эктоплазму). Эндоплазма имеет зернистое строение, а эктоплазма примерно однородной консистенции. В эндоплазме заключены крупное ядро, сократительные и пищеварительные вакуоли, жировые включения.

Пищей организмам данной группы служат простейшие, бактерии, водоросли. С помощью псевдоподий пища захватывается амёбой, попадает в её эндоплазму, где формируется пищеварительная вакуоль, в которой пищевые частицы подвергаются перевариванию. Выделение непереваренных остатков, как и продуктов жизнедеятельности, происходит у амёб через всю поверхность тела посредством обыкновенной диффузии.

Функция сократительной вакуоли заключается в выведении из организма особи избыточного количества воды. Вакуоль при сокращении выталкивает наружу воду.

Размножение амёб бесполое бинарным делением. В материнской клетке формируется перетяжка, и цитоплазма делится на две приблизительно равные части с ядром в каждой. Ядра молодых особей образуются в результате митотического деления ядра материнской клетки. Две молодые амёбы постепенно растут и на определенном этапе снова делятся, давая начало новым особям.

Наиболее распространен вид Амёба обыкновенная, или Амёба протей, – пресноводная амёба величиной до 0,25 мм. Эти организмы часто используются для лабораторных опытов. Самая крупная амёба — Pelomyxa (Chaos) carolinensis, достигающая в длину 0,5 см. Среди паразитических видов распространена дизентерийная амёба, вызывающая развитие дизентерийного колита у человека.

Статьи по теме:

1. Саркодовые

2. Корненожки

3. Фораминиферы

Функции амёбы. Амеба протей: класс, среда обитания, фото

Животные, как и все организмы, находятся на разных уровнях организации. Одним из них является клеточный, а его типичным представителей — амеба протей. Особенности ее строения и жизнедеятельности рассмотрим далее подробнее.

Подцарство Одноклеточные

Несмотря на то, что эта систематическая группа объединяет самых примитивных животных, ее видовое разнообразие уже достигает 70 видов. С одной стороны, это действительно наиболее просто устроенные представители животного мира. С другой — это просто уникальные структуры. Только представьте: одна, порой микроскопическая, клетка способна осуществлять все жизненно важные процессы: дыхания, передвижения, размножения. Амеба протей (фото демонстрирует ее изображение под световым микроскопом) является типичным представителем подцарства Простейшие. Ее размеры едва достигают 20 мкм.

Амеба протей: класс простейших животных

Само видовое название этого животного свидетельствует об уровне его организации, поскольку протей означает «простой». Но так ли примитивно это животное? Амеба протей является представителем класса организмов, которые передвигаются при помощи непостоянных выростов цитоплазмы. Подобным образом передвигаются и бесцветные клетки крови, формирующие иммунитет человека. Они называются лейкоциты. Их характерное движение так и называется — амебоидным.

В какой среде обитает амеба протей

Обитающая в загрязненных водоемах амеба протей никакого вреда никому ни приносит. Эта среда обитания является наиболее подходящей, поскольку в ней простейшее занимает свою важную роль в цепи питания.

Особенности строения

Амеба протей является представителем класса, а точнее подцарства Одноклеточных. Ее размер едва достигает 0,05 мм. Невооруженным глазом ее можно увидеть в виде едва заметного желеобразного комочка. А вот все основные органеллы клетки будут заметны только под световым микроскопом на большом увеличении.

Поверхностный аппарат клетки амебы протей представлен которая обладает прекрасной эластичностью. Внутри находится полужидкое содержимое — цитоплазма. Она все время передвигается, обусловливая образование ложноножек. Амеба — эукариотическое животное. Это означает, что ее генетический материал заключен в ядре.

Движение простейших

Как передвигается амеба протей? Это происходит при помощи непостоянных выростов цитоплазмы. Она передвигается, образуя выпячивание. А потом цитоплазма плавно перетекает внутрь клетки. Ложноножки втягиваются и образуются в другом месте. По этой причине амеба протей не имеет постоянной формы тела.

Питание

Амеба протей способна к фаго- и пиноцитозу. Это процессы поглощения клеткой твердых частиц и жидкостей соответственно. Она питается микроскопическими водорослями, бактериями и себе подобными простейшими организмами. Амеба протей (фото ниже демонстрирует процесс захватывания пищи) окружает их своими ложноножками. Далее пища оказывается внутри клетки. Вокруг нее начинает формироваться пищеварительная вакуоль. Благодаря пищеварительным ферментам частицы расщепляются, усваиваются организмом, а непереваренные остатки удаляются через мембрану. Путем фагоцитоза лейкоциты крови уничтожают болезнетворные частицы, каждый миг проникающие в организм человека и животных. Если бы эти клетки не защищали таким образом организмы, жизнь была бы практически невозможна.

Кроме специализированных органелл питания, в цитоплазме могут находиться и включения. Это непостоянные клеточные структуры. Они накапливаются в цитоплазме, когда для этого есть необходимые условия. И расходуются, когда в этом возникает жизненная необходимость. Это зерна крахмала и капельки липидов.

Дыхание

Амеба протей, как и все одноклеточные организмы, не имеет специализированных органелл для осуществления процесса дыхания. Она использует кислород, растворенный в воде или другой жидкости, если речь идет об амебах, обитающих в других организмах. Газообмен происходит через поверхностный аппарат амебы. Клеточная мембрана является проницаемой для кислорода и углекислого газа.

Размножение

Для амебы характерно А именно деление клетки надвое. Осуществляется этот процесс только в теплое время года. Он происходит в несколько этапов. Сначала делится ядро. Оно растягивается, разделяется при помощи перетяжки. В результате из одного ядра образуется два идентичных. Цитоплазма между ними разрывается. Ее участки обосабливаются вокруг ядер, образуя две новые клетки. оказывается в одной из них, а в другой ее формирование происходит заново. Деление происходит при помощи митоза, поэтому дочерние клетки являются точной копией материнских. Процесс размножения амебы происходит достаточно интенсивно: несколько раз в сутки. Так что продолжительность жизни каждой особи совсем невелика.

Регуляция давления

Большинство амеб обитают в водной среде. В ней растворено определенное количество солей. Гораздо меньше этого вещества в цитоплазме простейшего. Поэтому вода должна поступать из области с большей концентрацией вещества в противоположную. Таковы законы физики. При этом тело амебы должно было бы лопнуть от переизбытка влаги. Но этого не происходит благодаря действию специализированных сократительных вакуолей. Они удаляют излишек воды с растворенными в ней солями. При этом они обеспечивают гомеостаз — поддержание постоянства внутренней среды организма.

Что такое циста

Амеба протей, как и другие простейшие, особым образом приспособилась к переживанию неблагоприятных условий. Ее клетка перестает питаться, интенсивность всех процессов жизнедеятельности уменьшается, обмен веществ приостанавливается. Амеба перестает делиться. Она покрывается плотной оболочкой и в таком виде переносит неблагоприятный период любой продолжительности. Это периодически происходит каждую осень, а с наступлением тепла одноклеточный организм начинает интенсивно дышать, питаться и размножаться. То же самое может происходить и в теплое время года с наступлением засухи. Образование цист имеет еще одно значение. Оно заключается в том, что в таком состоянии амеб переносит ветер на значительные расстояния, расселяя данный биологический вид.

Раздражимость

Конечно же, о нервной системе у этих простейших одноклеточных речи не идет, ведь организм их состоит всего лишь из одной клетки. Однако это свойство всех живых организмов у амебы протей проявляется в форме таксисов. Этот термин означает ответную реакцию на действие раздражителей различного рода. Они могут быть положительными. Например, амеба четко движется по направлению к пищевым объектам. Это явление по сути можно сравнить с рефлексами животных. Примерами отрицательных таксисов является движение амебы протей от яркого света, из области повышенной солености или механических раздражителей. Эта способность прежде всего имеет защитное значение.

Итак, амеба протей является типичным представителем подцарства Простейшие или Одноклеточные. Эта группа животных является наиболее примитивно устроенной. Их тело состоит из одной клетки, однако она способна выполнять функции целого организма: дышать, питаться, размножаться, двигаться, реагировать на раздражения и неблагоприятные условия окружающей среды. Амеба протей является частью экосистем пресных и соленых водоемов, но способна обитать и в других организмах. В природе она является участником круговорота веществ и важнейшим звеном в цепи питания, являясь основой планктона многих водоемов.

Амёба обыкновенная (протей) – вид простейших животных из рода амёбы подкласса корненожки класса саркодовые типа саркомастигофоры. Это типичный представитель рода амёб, представляющий собой сравнительно крупный амёбоидный организм, отличительной особенностью которого является формирование множества ложноножек (10 и более у одной особи). Форма амёбы обыкновенной при движении за счет псевдоподий весьма изменчива. Так, ложноножки постоянно меняют вид, ветвятся, исчезают и снова образуются. Если амёба выпускает псевдоподии в определенном направлении, она может передвигаться со скоростью до 1,2 см в час. В состоянии покоя форма амёбы протея шаровидная либо эллипсовидная. В свободном плавании у поверхности водоёмов амёба приобретает звёздчатую форму.

Таким образом, существуют флотирующие и локомоторные формы.

Средой обитания данного вида амёб являются пресные водоемы со стоячей водой, в частности, в болота, загнивающие пруды, а также аквариумы. Амёба протей встречается по всему земному шару.

Размеры этих организмов колеблются от 0,2 до 0,5 мм. Строение амёбы протея имеет характерные особенности. Внешней оболочкой тела амёбы обыкновенной является плазмалемма. Под ней находится цитоплазма с органеллами. Цитоплазма делится на две части – наружную (эктоплазму) и внутреннюю (эндоплазму). Основная функция прозрачной, относительно однородной эктоплазмы – это образование псевдоподий для улавливания пищи и передвижения. В плотной зернистой эндоплазме заключены все органеллы, там же происходит переваривание пищи.

Питание обыкновенной амёбы осуществляется путем фагоцитоза мельчайших простейших, в том числе инфузорий, бактерий, одноклеточных водорослей. Пища захватывается псевдоподиями – выростами цитоплазмы клетки амёбы. При соприкосновении плазмалеммы и пищевой частицы образуется вдавление, которое превращается в пузырек.

Туда интенсивно начинают выделяться пищеварительные ферменты. Так происходит процесс формирования пищеварительной вакуоли, которая далее переходит в эндоплазму. Воду амёба получает путем пиноцитоза. При этом на поверхности клетки формируется впячивание наподобие трубочки, по которой в организм амёбы поступает жидкость, затем образуется вакуоль. При всасывании воды данная вакуоль исчезает. Выделение непереваренных пищевых остатков происходит в любом участке поверхности тела при слиянии вакуоли, перемещенной из эндоплазмы, с плазмалеммой.

В эндоплазме амёбы обыкновенной размещаются, кроме пищеварительных вакуолей, сократительные вакуоли, одно относительно крупное дискоидальное ядро и включения (жировые капли, полисахариды, кристаллы). Органоиды и гранулы в эндоплазме находятся в постоянном движении, подхватываемые и переносимые токами цитоплазмы. В новообразованной ложноножке цитоплазма смещается к ее краю, а в укорачивающейся, наоборот, — вглубь клетки.

Амёба протей реагирует на раздражение – на пищевые частицы, свет, отрицательно – на химические вещества (хлорид натрия).

Размножение амёбы обыкновенной бесполое делением клетки пополам. Перед началом процесса деления амёба прекращает двигаться. Вначале происходит деление ядра, затем цитоплазмы. Половой процесс отсутствует.

Все амёбы имеют неправильную форму, которая постоянно изменяется за счет формирования ложноножек. Это приспособление, как было указано выше, сформировалось в процессе эволюции для питания и передвижения. Данные организмы лишены плотной оболочки вокруг клетки. Имеется только специальный молекулярный слой, называемый плазматической мембраной, который представляет собой составной элемент живой цитоплазмы.

Цитоплазма полностью окружается мембраной, которая подразделяется на три слоя: наружный, средний и внутренний. Во внутреннем слое, который носит название эндоплазма, находятся необходимые элементы для самостоятельного организма:

рибосомы;
элементы аппарата Гольджи;
опорные и сократительные волокна;
пищеварительные вакуоли.

Пищеварительная система

Одноклеточное может активно размножаться только во влаге, в сухом месте обитания амебы питание и репродукция невозможны.

Дыхательная система и реакция на раздражение

Амёба протей

Деление амебы

Наиболее благоприятная среда существования отмечается в водоеме и человеческом теле . В этих условиях амеба размножается быстро, активно питается бактериями в водоемах и постепенно разрушает ткани органов постоянного хозяина, которым выступает человек.

Размножение амебы происходит бесполым путем . Бесполое размножение подразумевает собой деление на клетки и образование нового одноклеточного.

Отмечается, что одна взрослая особь может делиться несколько раз в день. Этим определяется наибольшая опасность для человека, который страдает амебиазом.

Именно поэтому при первых же симптомах заболевания, врачи настоятельно рекомендуют обратиться за помощью к специалисту, а не начинать самолечение. Неправильно подобранные препараты и вовсе могут нанести пациенту больше вреда, нежели пользы.

Вконтакте

Амёба обыкновенная (лат. Amoeba proteus )

или амёба протей (корненожка) -амебоидный организм, представитель класса Lobosa (лобозные амёбы). Полиподиальная форма (характеризуется наличием многочисленных (до 10 и более) псевдоподий — ложноно́жки). Псевдоподии постоянно меняют свою форму, ветвятся, исчезают и появляются вновь.

Строение клетки

A. proteus снаружи покрыты только плазмалеммой. Цитоплазма амёбы отчётливо подразделяется на две зоны, эктоплазму и эндоплазму (см. ниже).

Эктоплазма , или гиалоплазма, тонким слоем залегает непосредственно под плазмалеммой. Оптически прозрачна, лишена каких-либо включений. Толщина гиалоплазмы в разных участках тела амёбы различна. По боковым поверхностям и у основания псевдоподий это как правило тонкий слой, а на концах псевдоподий слой заметно утолщается и образует так называемый гиалиновый колпачок, или шапочку.

Эндоплазма , или гранулоплазма — внутренняя масса клетки. Содержит все клеточные органоиды и включения. При наблюдении за движущейся амёбой заметно различие в движении цитоплазмы. Гиалоплазма и периферические участки гранулоплазмы остаются практически неподвижными в то время как центральная её часть находится в непрерывном движении, в ней хорошо заметны токи цитоплазмы с вовлечёнными в них органоидами и гранулами. В растущей псевдоподии цитоплазма перемещается к её концу, а из укорачивающихся — в центральную часть клетки. Механизм движения гиалоплазмы тесно связан с процессом перехода цитоплазмы из состояния золя в гель и изменениями в цитоскелете.

Питание

Амёба протей питается путем фагоцитоза , поглощая бактерий, одноклеточных водорослей и мелких простейших. Образование псевдоподий лежит в основе захвата пищи. На поверхности тела амёбы возникает контакт между плазмалеммой и пищевой частицей, в этом участке образуется «пищевая чашечка». Её стенки смыкаются, в эту область (с помощью лизосом) начинают поступать пищеварительные ферменты. Таким образом формируется пищеварительная вакуоль. Далее она переходит в центральную часть клетки, где подхватывается токами цитоплазмы. Кроме фагоцитоза, амебе свойственпиноцитоз — заглатывание жидкости. При этом образуется на поверхности клетки впячивания в форме трубочки, по которой поступает внутрь цитоплазмы капелька жидкости. Образующая вакуоль с жидкостью отшнуровывается от трубочки. После всасывания жидкости вакуоль исчезает.

Дефекация

Эндоцитоз (экскреция). Вакуоль с непереваренными остатками пищи подходит к поверхности клетки и сливается с мембраной, таким образом выбрасывая наружу содержимое.

Осморегуляция

В клетке периодически образуется пульсирующая сократительная вакуоль — вакуоль, содержащая излишнюю воду и выводящая её наружу.

Размножение

Только агамное , бинарное деление. Перед делением амёба перестает ползать, у неё исчезают диктиосомы, аппарата Гольджи и сократительная вакуоль. В начале делится ядро, потом происходит цитокинез. Половой процесс не описан.

Вызывает расстройство пищеварения и колит (кровавый понос).

Что такое амеба? | Live Science

Когда вы совершаете покупку по ссылкам на нашем сайте, мы можем получать партнерскую комиссию. Вот как это работает.

Amoeba proteus с заполненными водорослями вакуолями для производства продуктов питания. (Изображение предоставлено: Getty Images)

«Амеба» — это термин, описывающий простой эукариотический организм, который передвигается характерным ползучим образом. Однако сравнение генетического содержания различных амеб показывает, что эти организмы не обязательно тесно связаны друг с другом.

Как выглядит амеба?

Все живые организмы можно условно разделить на две группы — прокариот и эукариот, отличающихся относительной сложностью своих клеток. Эукариоты — это высокоорганизованные одноклеточные или многоклеточные организмы, такие как животные и растения. Прокариоты, с другой стороны, являются основными одноклеточными организмами, такими как бактерии и археи.

Связанный: Странная одноклеточная форма жизни имеет действительно причудливый геном

Амебы — эукариоты. Их отдельные клетки, как и у других эукариот, обладают определенными характерными особенностями: их клеточное содержимое заключено в клеточную мембрану, а их ДНК упакованы в центральный клеточный компартмент, называемый ядром, согласно отчету 2014 года, опубликованному в журнале. BMC Biology (открывается в новой вкладке). Кроме того, они содержат специализированные структуры, называемые органеллами, которые выполняют ряд клеточных функций, включая производство энергии и белок транспорт.

Большинство этих органелл являются общими для всех эукариотических клеток, но есть несколько исключений. Например, паразитические амебы Entamoeba histolytica , вызывающие амебную дизентерию у людей, не имеют аппарата Гольджи, органеллы , ответственной за модификацию и транспортировку белков, согласно исследованию 2005 года, опубликованному в The Journal of Biological Chemistry . (откроется в новой вкладке). Исследователи обнаружили, что E. histolytica вместо этого содержат гольджи-подобные отсеки или везикулы — небольшие заполненные жидкостью мешочки — которые выполняют аналогичные функции.

Существуют также амебы, у которых нет митохондрий , органеллы, отвечающей за выработку клеточной энергии, потому что они живут в среде с недостатком кислорода или в «бескислородных условиях», — Сазерленд Макивер, читатель отдела биомедицинских исследований. наук в Эдинбургском университете, сообщает Live Science.

Согласно обзору 2014 года, опубликованному в журнале Biochemie , эти организмы без митохондрий могут содержать органеллы, называемые гидрогеносомами или митосомами, которые родственны митохондриям, но считаются сильно измененными версиями органелл. Это случай E. histolytica и свободноживущей амебы Mastigamoeba balamuthi , выживание которых не зависит от других организмов.

Как передвигается амеба?

Структурно амебы очень напоминают клетки высших организмов. «Они похожи на наши клетки, и на самом деле, когда они двигаются, они очень похожи на наши лейкоциты», — сказал Макивер. (лейкоциты иммунные клетки, которые помогают защитить организм от болезней.)

Подобно нашим лейкоцитам, амебы передвигаются с помощью псевдоподий, что на латыни переводится как «ложные ноги». Эти недолговечные внешние выступы цитоплазмы — полужидкого материала внутри клеточной мембраны — помогают амебам цепляться за поверхность и продвигаться вперед. По словам Макивера, когда псевдоподий движется вдоль поверхности в одном направлении, задний конец амебы сжимается.

«Когда он сжимается, он делает две вещи», сказал он. «Сокращение выталкивает цитоплазму вперед, чтобы заполнить расширяющийся ложноног, но сокращение также подтягивает спайки на заднем конце клетки». Макивер описывает эти спайки между амебой и поверхностью, по которой она движется, как физические молекулярные спайки, которые постоянно образуются на переднем конце и разрываются на заднем. Это движение с использованием псевдоподий является характеристикой, объединяющей различных амеб и отличающей их от других протисты — простые эукариотические организмы, такие как амебы, которые не являются растениями, животными или грибами.

Согласно Human Parasitology (Academic Press/Elsevier, 2019) у амеб встречаются четыре различных типа псевдоподий: филоподии, лобоподии, ризоподии и аксоподии. Наиболее распространенная форма паразитических амеб имеет лобоподии, которые представляют собой широкие тупые цитоплазматические выступы, в то время как филоподии представляют собой тонкие нитевидные выступы.

Ризоподии, также известные как ретикулоподии, представляют собой тонкие нитевидные выросты, которые сцепляются друг с другом, а аксоподии жесткие и укреплены массивом микротрубочек, называемых аксонемами, согласно Экология и классификация пресноводных беспозвоночных Северной Америки (открывается в новой вкладке) (Academic Press, 2001). Другие псевдоподы поддерживаются структурными трубчатыми элементами, известными как микротрубочки, которые отвечают за выполнение клеточных движений.

Родственный: Роберт Гук: английский ученый, открывший клетку

Амебы также могут использовать свои ложноножки для питания. Отчет 1995 года, опубликованный в журнале Applied and Environmental Microbiology 9.0006 (открывается в новой вкладке) приводит пример обитающей в почве амебы Acanthamoeba castellanii , которая поглощает твердые и жидкие вещества с помощью псевдоподий. Процесс поглощения твердого материала называется фагоцитозом, а процесс поглощения капель жидкости известен как пиноцитоз, также известный как питье клеток, в соответствии с «Соображениями по дизайну лекарственных форм» (открывается в новой вкладке) (Academic Press/Elsevier, 2018). ).

«Большинство известных амеб питаются бактериями», — сказал Макивер Live Science. Он объяснил, что у амеб есть рецепторы на клеточной поверхности, которые связываются с бактериями, которые затем захватываются амебами путем фагоцитоза, обычно в задней части клетки.

В случае гигантских амеб, таких как Amoeba proteus , процесс фагоцитоза, согласно Maciver, немного отличается. Гигантские амебы поглощают свою добычу «преднамеренным сбором ложноножек вокруг бактерий». В обоих случаях, когда бактерия втягивается, клеточная мембрана, окружающая ее, отщипывается, образуя внутриклеточный компартмент, называемый вакуолью.

Entamoeba histolytica — кишечный паразит человека. Это может вызвать колит, сильную диарею и дизентерию. (Изображение предоставлено CDC/доктор Мэй Мелвин)

Как классифицируются амебы?

На протяжении веков различные системы классификации организмов, включая амеб, основывались на сходстве наблюдаемых характеристик и морфологии. «На самом деле не существует целостной группы организмов под названием амебы», — сказал Макивер. «Скорее, амебы — это любые клетки простейших, которые передвигаются ползком». (Термин «простейшие» относится к подмножеству простейших, которые также являются простыми эукариотическими организмами, которые не являются растениями, животными или грибами, Live Science сообщала ранее .)

Исторически сложилось так, что амебы относились к одной таксономической группе под названием Sarcodina, отличавшейся использованием псевдоподий. Затем амебы Sarcodina были разделены на основе конкретного типа псевдоподий, которые они использовали, согласно статье 2008 года, опубликованной в журнале Protistology . Однако эта система классификации не улавливала эволюционных отношений между различными амёбами — это не было, так сказать, генеалогическим древом.

Молекулярная филогенетика изменила ход таксономической классификации эукариот. Сравнивая сходства и различия в определенных последовательностях ДНК внутри организмов, ученые смогли определить, насколько они тесно связаны, согласно обзору 2020 года в журнале Trends in Ecology & Evolution (открывается в новой вкладке).

Ранние анализы сравнивали последовательности ДНК, которые кодируют часть рибосомы, места синтеза белка в клетке; в частности, ученые изучили гены так называемой 18S-субъединицы рибосом, или «ССУ рДНК». Основываясь на анализе SSU рДНК и других последовательностей ДНК, эукариотические организмы теперь организованы таким образом, который лучше отражает их эволюционные отношения — филогенетическое древо, согласно статье Protistology 2008 года.

Каждая линия в филогенетическом дереве представлена разветвленной структурой. В этой системе первые уровни известны как «супергруппы». Фабьен Бурки, автор обзорной статьи 2014 года, опубликованной в журнале Cold Spring Harbour Perspectives in Biology, , описал эти супергруппы как «строительные блоки» дерева.

Бурки перечислил пять супергрупп эукариотических организмов: Ophiskontha, Amoebozoa, Excavata, Archaeplastida и SAR, которые включают три подгруппы, названные Stramenopiles, Alveolata и Rhizaria. Животные и грибы входят в группу Ophiskontha. Амебоидные протисты и некоторые паразитические линии, у которых отсутствуют митохондрии, являются частью Amoebozoa. Вместе Ophiskontha и Amoebozoa образуют более крупную супергруппу под названием Amorphea, согласно обзору в журнале Trends in Ecology & Evolution.

Гетеротрофные протисты — организмы, которые получают питательные вещества от других организмов — являются частью Excavata, в то время как растения и большинство других фотосинтезирующих организмов являются частью Archaeplastida, согласно The Encyclopedia of Evolutionary Biology (Academic Press/ Эльзевир, 2016).

«Если вы посмотрите на огромное разнообразие простейших, вы увидите, что амебы есть практически во всех группах», — сказал Макивер. «В бурых водорослях [Labyrinthula] есть даже амебоидный организм». Тем не менее, большинство амеб присутствует в группе Amoebozoa, сказал Макивер. Кроме того, он отметил, что амебы также присутствуют в Rhizaria и Excavata. Например, нуклеарииды, группа амеб с филоподиями, принадлежат к надгруппе Opisthokonta, а лабиринтулиды входят в состав Stramenopiles.

Чем важны амебы?

3D-иллюстрация амебы, поедающей мозг, Naegleria fowleri. (Изображение предоставлено Getty Images)

Известно, что амебы вызывают ряд заболеваний человека. Амебиаз, или амебная дизентерия, представляет собой инфекцию, вызываемую E. histolytica , кишечным паразитом человека, по данным Центров по контролю и профилактике заболеваний (CDC). Согласно медицинской базе данных StatPearls (открывается в новой вкладке), E. histolytica может проникать в стенку толстой кишки и вызывать колит, при котором воспаляется внутренняя оболочка толстой кишки, а паразит может вызывать тяжелую диарею и дизентерию.

Хотя инфекции E. histolytica могут возникать в любой точке мира, они наиболее распространены в тропических регионах с не отвечающими стандартам санитарными системами и скученными условиями.

Владельцы контактных линз потенциально подвержены риску редкой инфекции роговицы, называемой Acanthamoeba кератит. Согласно CDC , виды рода Acanthamoeba являются свободноживущими и обычно встречаются в почве, воздухе и воде. По данным CDC, несоблюдение правил гигиены контактных линз, таких как неправильное хранение, обращение и дезинфекция или плавание с линзами, являются одними из факторов риска заболевания. Пользователи контактных линз могут снизить риск заражения, надев и очищая линзы в соответствии с предписаниями офтальмолога, а также снимая линзы перед любой деятельностью, связанной с контактом с водой, включая душ, посещение джакузи или плавание.

В то время как начальные симптомы включают покраснение, зуд и помутнение зрения, по данным CDC, если не лечить, инфекция может вызвать сильную боль и привести к потере зрения.

Амебы также вызывают различные инфекции головного мозга. Naegleria fowleri , которую называют «амебой, поедающей мозг», вызывает первичный амебный менингоэнцефалит (ПАМ). Хотя это заболевание встречается редко, оно почти всегда приводит к летальному исходу, согласно CDC . Ранние симптомы включают лихорадку и рвоту, а в конечном итоге болезнь прогрессирует до более тяжелых симптомов, таких как галлюцинации и кома. N. fowleri присутствует в теплых пресноводных водоемах, таких как горячие источники, озера и реки, или в плохо хлорированных плавательных бассейнах или в загрязненной горячей водопроводной воде. Эти амебы входят из носа и перемещаются в мозг. Однако, по данным CDC, инфекцией нельзя заразиться при глотании воды.

Другая амеба, Balamuthia mandrillaris , может вызывать инфекцию головного мозга, известную как гранулематозный амебный энцефалит (ГАЭ). Инфекции Balamuthia редки, но часто заканчиваются смертельным исходом. По текущим оценкам, смертность от инфекции составляет 9 человек.0%, CDC указывает (открывается в новой вкладке).

Ранние симптомы включают головные боли, тошноту и субфебрилитет, частичный паралич, судороги и трудности с речью. По данным CDC, B. mandrillaris находится в почве и может попасть в организм через открытые раны или когда люди вдыхают зараженную пыль. С момента открытия амебы в 1980-х годах во всем мире было зарегистрировано около 200 случаев инфекции; это включает более 100 подтвержденных случаев в США

Амебы также могут стать хозяевами бактерий, патогенных для человека, и способствовать их распространению. Согласно отчету за 2018 год, опубликованному в журнале Front Cell Infection Microbiology , бактериальные патогены, такие как Legionella, которые могут вызывать пневмонию и гриппоподобные заболевания, могут сопротивляться пищеварению при употреблении в пищу амебами. Вместо этого бактерии высвобождаются нетронутыми из вакуолей в цитоплазму амебы, где они размножаются внутри клетки. В таких случаях бактерии могут стать устойчивыми к обработкам, предназначенным для контроля их численности, включая обработку воды хлором.

Макивер приводит в пример градирни как место, где могут расти как амебы, так и эти бактерии. Градирни, как правило, выбрасывают капли воды, которыми могут дышать прохожие. «Известно, что во многих случаях мы вдыхаем каплю воды, содержащую амебу, которая полна этих патогенов [легионелла]», — сказал он. Если бактерии попадают в организм человека с ослабленным иммунитетом таким образом, они могут в конечном итоге заразить макрофаги, одну из многих защитных клеток иммунной системы.

«Макрофаг не только выглядит как амеба, его биохимические пути и клеточная биология очень похожи», — сказал Макивер. «Таким образом, те же самые запрограммированные события, которые позволяют бактериям избежать амебы, теперь действуют, чтобы позволить легионелле избежать макрофага».

Помимо своей роли в развитии болезней человека, амебы также являются важной частью почвенной экосистемы. Согласно обзору 2021 года, опубликованному в журнале Applied and Environmental Microbiology 9, амебы охотятся на вредоносные бактерии и регулируют их популяцию в почве.0006 (откроется в новой вкладке).

Амебы также играют важную роль в переработке питательных веществ в почве. По словам Макивера, когда питательные вещества становятся доступными, они поглощаются бактериями, которые «эффективно блокируют все питательные вещества в бактериальной массе». Когда бактерии потребляются, питательные вещества высвобождаются обратно в почву. «Если у вас есть цикл, при котором амебы поедают бактерии, общий эффект заключается в увеличении доступности питательных веществ для растений», — сказал Макивер.

Дополнительные ресурсы и литература

Амеба в комнате: Жизнь микробов (открывается в новой вкладке) исследует невероятное разнообразие микробного мира.
Узнайте больше о различных видах протистов в Протисты: водоросли, амебы, планктон и другие протисты (их собственный класс). (открывается в новой вкладке)
Прочитайте о множестве микробов, которые живут в наших телах, в книге Эда Йонга «Я содержу множество: микробы внутри нас и более широкий взгляд на жизнь» (открывается в новой вкладке).

Библиография

Ачарья, П. К., Фернандес, К., Маллик, С., Мишра, Б., и Текаде, Р. К. (2018). Физиологические факторы, связанные с абсорбцией лекарств. В Рекомендации по дизайну лекарственной формы (Том i, стр. 117–147). глава, Academic Press/Elsevier.

Эйвери, С.В., Харвуд, Дж.Л., и Ллойд, Д. (1995). Количественная оценка и характеристика фагоцитоза почвенной амебы Acanthamoeba castellanii методом проточной цитометрии. Прикладная и экологическая микробиология , 61 (3), 1124–1132. https://doi.org/https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1388394/pdf/hw1124.pdf (открывается в новой вкладке)

Baum, D. A., & Baum, Б. (2014). Внутреннее происхождение эукариотической клетки. BMC Biology , 12 (1). https://doi.org/10.1186/s12915-014-0076-2 (открывается в новой вкладке)

Богитш, Б. Дж., Картер, К. Э., и Олтманн, Т. Н. (2019). Общая характеристика Euprotista (Protozoa). В Паразитология человека (пятое издание) (5-е изд.). глава, Академическая пресса.

Бредестон, Л.М., Каффаро, С.Е., Самуэльсон, Дж., и Хиршберг, С.Б. (2005). Функции Гольджи и эндоплазматического ретикулума осуществляются в разных субклеточных компартментах Entamoeba histolytica. Журнал биологической химии , 280 (37), 32168–32176. https://doi.org/10.1074/jbc.m507035200 (открывается в новой вкладке)

Бурки, Ф. (2014). Эукариотическое древо жизни с глобальной филогеномной точки зрения. Перспективы Колд-Спринг-Харбор в биологии , 6 (5). https://doi.org/10.1101/cshperspect.a016147 (открывается в новой вкладке)

Берки Ф., Роджер А. Дж., Браун М. В. и Симпсон А. Г. Б. (2019). Новое дерево эукариот. Тенденции в экологии и эволюции , 35 (1), 43–55. https://doi.org/10.1016/j.tree.2019.08.008 (открывается в новой вкладке)

Центры по контролю и профилактике заболеваний. (2010, 2 ноября). Акантамёбный кератит Часто задаваемые вопросы . Центры по контролю и профилактике заболеваний. Получено 28 января 2022 г. с https://www.cdc.gov/parasites/acanthamoeba/gen_info/acanthamoeba_keratitis.html (открывается в новой вкладке)

Центры по контролю и профилактике заболеваний. (2020, 2 июня). Balamuthia mandrillaris — Болезнь и симптомы . Центры по контролю и профилактике заболеваний. Получено 28 января 2022 г. с https://www.cdc.gov/parasites/balamuthia/illness.html (открывается в новой вкладке)

Центры по контролю и профилактике заболеваний. (2021, 3 декабря). Паразиты — амебиаз . Центры по контролю и профилактике заболеваний. Получено 28 января 2022 г. с https://www.cdc.gov/parasites/amebiasis/index.html (открывается в новой вкладке)

Чоу, А., и Остин, Р. Л. (2021, 25 апреля). Entamoeba histolytica . StatPearls [Интернет]. Получено 28 января 2022 г. с https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK557718/ (открывается в новой вкладке)

Макиути Т. и Нодзаки Т. (2014). Сильно расходящиеся органеллы, связанные с митохондриями, у анаэробных паразитических простейших. Biochimie , 100 , 3–17. https://doi.org/10.1016/j.biochi.2013.11.018 (открывается в новой вкладке)

McCourt, R. (2016). Архепластида: диверсификация красных водорослей и линии зеленых растений. В Энциклопедии эволюционной биологии (стр. 101–106). запись, Elsevier, Academic Press. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9780128000496002547 (открывается в новой вкладке)

Олива Г., Сар Т. и Бухризер К. (2018). Жизненный цикл L. Pneumophila: клеточная дифференцировка связана с вирулентностью и метаболизмом. Границы клеточной и инфекционной микробиологии , 8 . https://doi.org/10.3389/fcimb.2018.00003 (открывается в новой вкладке)

Павловский, Дж. (2008). Сумерки Sarcodina: молекулярный взгляд на полифилетическое происхождение амебоидных простейших. Протистология , 281–302. https://doi.org/http://www.zin.ru/journals/protistology/num5_4/pawlowski.pdf (открывается в новой вкладке)

Ши Ю., Квеллер Д. К., Тиан Ю. , Чжан, С., Ян, К., Хе, З., Хе, З., Ву, К., Ван, К., и Шу, Л. (2021). Экология и эволюция амебо-бактериальных взаимодействий. Прикладная и экологическая микробиология , 87 (2). https://doi.org/10.1128/aem.01866-20 (открывается в новой вкладке)

Примечание редактора. Последний раз эта статья обновлялась 28 января 2022 г. штатным сотрудником Live Science Николеттой Ланезе.

Первоначально опубликовано на Live Science.

Будьте в курсе последних научных новостей, подписавшись на нашу рассылку Essentials.

Свяжитесь со мной, чтобы сообщить о новостях и предложениях от других брендов Future. Получайте электронные письма от нас от имени наших надежных партнеров или спонсоров.

Скотт является штатным автором журнала How It Works и ранее писал для других научных и информационных изданий, включая журнал BBC Wildlife, журнал World of Animals, Space.com и журнал All About History. Скотт имеет степень магистра в области научной и экологической журналистики, а также степень бакалавра в области природоохранной биологии Университета Линкольна в Великобритании. За свою академическую и профессиональную карьеру Скотт участвовал в нескольких проектах по сохранению животных, включая исследования птиц в Англии, наблюдение за волками в Германии. и отслеживание леопарда в Южной Африке.