Лабораторні заняття

Зоологія і

Заняття №1

Тема: Вивчення будови найпростіших типу Саркомастігофори

МЕТА: вивчити зовнішню будову представників саркомастігофор, навчитися виготовляти мікрокультури найпростіших, вивчити зовнішню будову амеби, вивчити будову черепашкових амеб, фораменіфор, сонцевиків.

ТИП: Саркомастігофори Sarcomastigophora

П/ТИП: Саркодові Sarcodina

КЛАС І: Корененіжки Rhisopoda

РЯД 1: Амеби Amoebida

ВИДИ: Amoeba limax, Amoeba proteus, Entamoeba histolytica

РЯД 2: Черепашкові амеби Testacea

ВИДИ: Арцела Arcella vulgaris

Дифлюгія Difflugia piriformis

РЯД 3: Форамініфори Foraminifera

ВИДИ: Глобігерина Globigerina

Пенеропліс Peneroplis

КЛАС 2: Сонцевики Heliozoa

ВИД: Актиносферіум Actinosphaerium eichhornii

КЛАС 3: Променяки Radiolaria

ВИД: Acanthometra elastica

МАТЕРІАЛ ТА ОБЛАДНАННЯ: жива культура амеби, арцели, сонцевика; мікропрепарати фораменіфор, радіолярій, предметні скельця, піпетки, таблиці.

ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ:

Тип Саркомастігофори (Sarcomastigophora) об’єднує вільноживучих і паразитичних найпростіших, органоїди руху яких - псевдоніжки або джгутики. Іноді обидва ці види органоїдів існують одночасно або ж змінюють один одного під час життєвого циклу. Тип об'єднує 3 підтипи: Саркодові (Sarcodina), Джгутикові (Mastigophora, або Flagellata) та Опалінові (Opalinata).

Підтип Саркодові (Sarcodina). До підтипу відносять 8-10 тис. переважно (близько 80%) видів, що живуть у прісній та солоній воді. Є серед них і паразитичні тварини. Характерними особливостями саркодових є: вкрите тоненькою цитоплазматичною мембраною тіло (завдяки чому вони легко змінюють форму); наявність (у деяких видів) просякнутої карбонатом кальцію або кремнеземом псевдохітинової черепашки; утворення псевдоніжок (псевдоподій: у вигляді лопатей (лобоподій), ниткоподібних (філоподій), променеподібних (аксоподій) з допомогою яких вони рухаються і хапають здобич.

Підтип поділяють на 3 класи:

1. Корененіжки (Rhizopoda);

2. Сонцевики (Heliozoa)

3. Променяки (Radiolaria)

Клас Корененіжки (Rhizopoda) включає три ряди. До ряду Голі амеби (Gymnamoebia) належать тварини без черепашки та скелетних утворень. Єдиною структурою, що відокремлює їх тіло від зовнішнього середовища є клітинна мембрана – плазмалема. Населяють здебільшого прісні (рідше – солоні) водойми, де­які – ґрунт; є серед них паразитичні види. Форма тіла непо­стійна; розміри від 10-15 мкм до 2-3 мм. Переміщуються і захоплюють їжу за допомогою псевдоніжок.

Розмножуються поділом надвоє. Живляться бактеріями, одно­клітинними водоростями, мікроскопічними тваринками. Пере­травлення їжі відбувається в травних вакуолях, яких буває де­кілька. Неперетравлені рештки викидаються назовні в будь-якій частині клітини. У прісноводних форм є пульсуючі вакуолі. За несприятливих умов амеби інцистуються і такому стані мо­жуть переживати їх упродовж тривалого періоду.

Типовим представником підкласу Голих амеб є амеба протей (Amoeba proteus).

Ряд Черепашкові амеби (Testacea) об’єднує одноклітинних, тіло яких укрите однокамер­ною черепашкою з органічних речовин чи з піщи­нок, склеєних виділеннями цитоплазми. У черепашці є отвір (устя), через який виходять назовні псевдоподії. Розміри - від 50 до 150 мкм. Розмножуються поділом, причому одна з ново­утворених амеб залишається під старою черепашкою, а навколо другої утворюється нова. Живляться шляхом фагоцитозу. Вхо­дять до складу бентосу прісних водойм (окремі водяться в лима­нах), поширені також у торфових болотах, вологих сфагнових мохах та в ґрунті прибережної зони.

Мешканцями наших водойм (і навіть канав, боліт) є арцела (Arcella vulgaris), че­репашка якої має форму блюдечка, дифлюгія (Difflugia) з черепашкою грушоподібної форми та інші.

Ряд Форамініфери (Foraminiferida) об’єднує понад 1000 видів одноклітинних, що населяють виключно солоні водойми. Поширені ці тварини і в Чорному морі. Здебільшого вони входять до складу бентосу, зу­стрічаючись на глибині до 1000 метрів, і лише зрідка - планкто­ну. Живуть переважно в теплих частинах океану, насичених ка­рбонатом кальцію. Розміри – 0,1-1 мм, зрідка до 20 см.

Характерною ознакою форамініфер є наявність одно- або ба­гатокамерної черепашки, яку продукує цитоплазма. У окремих видів вона утворена органічною речовиною і просякнута кремнеземом (рідше), або карбонатом кальцію.

Життєвий цикл їх включає безстатеве і статеве покоління (метагенез). Безстатеве розмноження відбува­ється у формі шизогонії, статевий процес - ізогамної копуляції.

Фора­мініфери відіграють важливу роль у природі. Внаслідок ,,дощу” із відмерлих решток на дні морів та океанів утворюється і безперервно наростає шар вапнякового мулу, який має назву блакитного, або глобігеринового, оскіль­ки утворений переважно з черепашок глобігерин (Globigerina).

Клас Сонцевики (Неlіоzоа). Одноклітинні організми, що нагадують радіолярій, але, на відміну від них, не мають центральної капсули. Тіло (діаметр 0,01—1 мм) кулясте, з численними аксоподіями, розділяється на широку зону ектоплазми та ендоплазму, в якій міститься одне або багато (до 200) ядер. Живляться найпростішими, водоростями, коловертками. Розмноження нестатеве (поділ надвоє); описаний також і статевий процес. Сонцевики поширені в прісних і солоних водоймах усіх частин світу. Відомо понад 70 видів справжніх сонцевиків У фауні України — близько 20 видів. Типовий представник Асtіnosphaerium еісhhorni.

Клас Променяки (Actinopoda). До нього відносять близько 8 тис. видів, переважна більшість яких насе­ляє моря й океани з високою концентрацією солей і порівняно високою температурою води. Вони майже зовсім відсутні в холодних і в опріснених ( в т.ч. й у Чорному та Азовсько­му) морях. Зустрічаються до глибини до 8 тис. м, хоча переважна більшість їх, входячи до складу планктону, живе у верхніх шарах води.

Розміри – від 40-50 мкм до 1 мм. Характеризується великою різноманітністю форм, проте найпоширеніші кулясті радіолярії з численними аксоподіями у вигляді радіальних променів. Для їх організації характерне пристосування до планктон­ного способу життя. Найістотніша ознака променяків - наяв­ність центральної капсули, яка являє собою мембрану, що скла­дається з органічної речовини й оточує центральну частину ци­топлазми (ендоплазму) з одним або кількома ядрами і захищає їх.

У більшості променяків є скелет із кремнезему та сірчанокислого стронцію має численні вирости, що збільшує поверхню їхнього тіла і забезпечує зависання у воді.

Більшість радіо­лярій переміщується у воді пасивно, живлячись водоростями та іншими найпростішими, яких вони виловлюють сіткою з переплетених філоподій. Розмножуються вони переважно безстатевим способом, поділом надвоє. У багатьох видів виявлено статеве розмноження - копуляцію.

Типовими представниками є: акантометра (Acanthometra elastica), аулаканта (Aulacantha scolymantha), мінливий костанідіум (Costanidium variabile)

Хід роботи:

1. Приготувати тимчасовий препарат із лабораторною культурою амеби, розглянути одноклітинний організм при великому збільшенні мікроскопа. Проспостерігати за характером руху амеби, зміною форми тіла, утворенням псевдоподій. Спостереження ведуться у затемненому полі мікроскопа. Прослідкувати за утворенням травних вакуоль у процесі фагоцитозу. На малюнку відмітити складові амеби.

2. Приготувати тимчасовий препарат із лабораторною культурою арцели та сонцевика. Проспостерігати за характером руху одноклітинних організмів. Розглянути черепашку арцели та аксоподії сонцевика. На малюнку вказати складові одноклітинних організмів.

3. Ознайомитися із різноманіттям саркодових. Використовуючи демонстраційні таблиці, дати характеристику будові та способу життя фораменіфор та променяків. Звернути увагу на будову скелету морських одноклітинних. Звернути увагу на способи розмноження фораменіфор.

4. Скласти порівняльну таблицю №1 основних ознак вивчених об’єктів.

Таблиця № 1

Порівняльно-анатомічна характеристика саркомастігофор

Систематичне положення одноклітинних	Середовище існування	Скелет	Рух	Органелли		Способ розмноження
				Травні вакуолі	Скоротливі вакуолі

ПИТАННЯ ДО САМОСТІЙНОЇ РОБОТИ СТУДЕНТІВ:

1. Які особливості будови найпростіших?

2. Назвати відмінності в будові черепашкових амеб.

3. Характерні риси морфології тіла представників класу Променяки.

4. У чому полягає різниця в будові тіла радіолярій і сонцевиків.

5. Чому скоротливі вакуолі є прісноводних амеб?

6. Чому корененіжки мають широке поширення?

7. У якому стані і де знаходяться корененіжки у зимовий час?

ЛІТЕРАТУРА:

1. Дмитриенко В. К., Агафонова Ж. И., Борисова Е. В. Учебное пособие по лабораторному практикуму: зоология беспозвоночных. / В. К. Дмитриенко, Ж. И. Агафонова, Е. В. Борисова – Красноярск, 2008. – С. 6-11.

2. Дмитриенко В. К., Борисова Е. В. Науки о биологическом разнообразии: зоология беспозвоночных: методические указания к самостоятельной работе. / В. К. Дмитриенко, Е. В. Борисова – Красноярск: ИПК. СФУ, 2009. – С. 5-8.

3. Зеликман А. Л. Практикум по зоологии беспозвоночных. / А. Л. Зеликман. – М.: Высшая школа, 1969. – С. 14 – 20.

4. Мазурмович Б. М., Коваль В. П. Практикум з зоології. / Б. М. Мазурмович, В. П. Коваль – К.: Вища школа, 1977 – С. 8-19.

5. Шарова И. Х. Зоология Беспозвоночных / И. Х. Шарова. – М.: ВЛАДОС, 2004. – 592 с.

6. Шалапенюк Е. С. Практикум по зоологи беспозвоночных. Учебное пособие. / Е. С. Шалапенюк. – Минск, ООО «Новое знание», 2002. –С. 11 - 18.

ЗАНЯТТЯ №2

ТЕМА: Вивчення морфології представників підтипу Джгутикових

МЕТА: вивчити біорізноманіття джгутикових, особливості будови і життєдіяльності найпростіших.

ТИП: Саркомастігофори Sarcomastigophora

П/ТИП: Джгутикові Mastigophora (Flagellata)

КЛАС І: Фітомастігіни Phytomastigina

РЯД 1: Евгленові Euglenida

ВИДИ: Евглена зелена Euglena viridis

РЯД 2: Хризомонади Chrysomonadida

РЯД 3: Криптомонади Cryptomonadida

РЯД 4: Хлоромонади Chloromonadida

РЯД 5: Фітомонади Phytomonadida

ВИДИ: Вольвокс Volvox globator

РЯД 6: Панцирні Dinoflagellata

КЛАС 2: Зоомастігіни Zoomastigida

РЯД 1 Кінетопластиди Kinetoplastida

ВИДИ Trypanosoma gambiense, Trypanosoma brucei, Trypanosoma cruzi, Trypanosoma evansi, Leishmania tropica, Leishmania donovani

РЯД 2 Трихомонадні Trichomonadida

ВИДИ: Trichomonas hominis, Trichomonas vaginaliis

РЯД 3 Багатоджгутикові Polimastigida

РЯД 4 Коренеджгутикові Rhizomastigida

РЯД 5 Опалінові Opalinida

ВИД Опаліна Opalina ranarum

МАТЕРІАЛ ТА ОБЛАДНАННЯ: жива культура евглен, мікропрепарати найпростіших джгутикових, мікроскопи, предметні скельця, піпетки, скляні трубочки, таблиці.

ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ:

До складу підтипу Джгутикові включають 6-8 тис. морських і прісноводних організмів та паразитів людини й тварин. Характерна ознака одноклутинних - переміщення за допомогою джгутиків, яких буває від одного до кількох десятків і навіть тисяч. Джгутик - виріст завтовшки 0,25 мкм і завдовжки до 150 мкм, зверху вкритий плазматичною мембраною. Всередині нього знаходиться аксонема - циліндр, утворений із 9 пар сполучених між собою мікротрубочок. Біля основи джгутика, зануреного в цитоплазму, розміщені два базальні тільця (кінетосоми). Клітина вкрита щільною пелікулою, тому джгутикові мають більш-менш сталу форму тіла. У рослинних джгутикових пелікула утворилася внаслідок того, що над або під плазмалемою наявна клітинна стінка з целюлози, глікопротеїдів, хітиноїдних чи кремнеземних лусочок або білкових пластинок. У тваринних джгутикових пелікула утворюється сукупністю мікротрубочок.

Проте в деяких джгутикових пелікула дуже тонка, і вони здатні змінювати форму тіла і навіть утворювати псевдоподії (тимчасові чи постійні). Це вказує на відсутність чіткої межі між саркодовими і джгутиковими і дає підставу для об’єднання їх в один тип – Саркомастігофори. Розмножуються здебільшого поздовжнім поділом, зрідка відбувається копуляція. У джгути­кових спостерігаються всі переходи від рослинного до тварин­ного способу живлення, що свідчить про єдність між рослинним і тваринним світом, а також змішане живлення – міксотрофія.

Підтип Джгутикові ділиться на два класи:

1. Рослинні джгутикові (Phytomastigophorea);

2. Тваринні джгутикові (Zoomastigophorea).

Клас Рослинні джгутикові (Phytomastigophorea).

Представники класу характеризуються наявністю хлорофілу, здатністю до фотосинтезу і фототрофного чи міксотрофного способу живлення. В окре­мих випадках вони втрачають хлорофіл і переходять до сапрофітного способу живлення розчиненими у воді органічними речовинами. Існують як поодинокі, так і колоніальні форми.

Ряд Евгленові (Euglenoidea), що налічує близько 1000 видів. Більшість з них вільно живуть у прісних водоймах, але є також і паразити риб та земноводних. Вони мають один або два джгутики, хроматофори, що містять хлорофіл, каротини та ксантофіли, тому забарвлення їх може бути зеленим, червоним, жовтим.

Представники ряду панцирні джгутикові (Dinoflagellidа) характеризуються наявністю покриваючої їх тіло целюлозної оболонки (панцира) та двох джгутиків, один з яких оперізує тварину в екваторіаль­ній площині, а другий розташований перпендикулярно до першого й виходить з-під оболонки назовні. В них є одне велике ядро, але скоротливі вакуолі відсутні.

Клас Тваринні джгутикові (Zoomastigohorea).

Представниками класу є вільноживучі й паразитичні одноклітинні, серед яких є поодинокі та колоніальні форми. Живляться вони бак­теріями, водоростями й розчиненими у воді речовинами. Розмножуються здебільшого безстатевим (поздовжнім поділом надвоє) і рідше статевим способом.

Представники ряду Кінетопластиди (Кіnetоplastida) мають біля основи джгутика особливий органоїд – кінетопласт. Вважають, що він генерує енергію, необхідну для руху джгутика. Джгутик один, іноді два. Розміщуючись вздовж тіла, джгутик зростається з його поверхнею і утворює ундулюючу мембрану. Більшість представників ряду – паразити лю­дини і тварин. Такими є види з ряду трипаносом (Tripanosoma). Це невеличкі джгутиконосці, довжиною 15-40 мкм зі стрічкоподібним, сплю­щеним, загостреним на кінцях тілом та одним джгутиком з ундулюючою мембраною.

Ряд дипломонадні (Diрlomonadida). Переважно паразити. Два ядра, вісім джгутиків. Паразит верхнього відділу тонкого кишечника людини – лямблія (Lamblia intestinalis). Присосок. Піноцитоз у середній кишці. У задній кишці, скидають джгутики, виділяють товсту оболонку (циста). Дипломонадні паразитують у гризунів, амфібій тощо.

Ряд трихомонади (Trichomonadida). 4–6 джгутиків, скоротливий паличкоподібний органоїд – коста; опорний органоїд – аксостиль (всередині клітини). Мітохондрії відсутні. Паразитують у порожнині кишечника хребетних. У людини – Trichomonas vaginalis (паразит сечостатевої системи) та Т. hominis (паразит кишечника). У статевих органах великої рогатої худоби – Т. foetus – безпліддя, аборт.

Ряд багатоджгутикові (Hypermastigida). Симбіонти кишечника комах, перетравлюють клітковину (терміти, таргани). Велика кількість джгутиків на передньому кінці тіла або по всій поверхні клітини. Один або кілька аксостилів. Мітохондрій немає. Одно- та багатоядерні. Живляться деревиною, заковтують її псевдоподіями. Личинки термітів поїдають послід дорослих, в якому є симбіонти. Близько 200 видів симбіонтів термітів – Teratonympha mirabilis та Calonympha grossi.

Ряд Опалінові (Opalinida). Мешкають у задній кишці амфібій. Великі, багатоядерні (рідко двоядерні). Тіло вкрите рядами коротких джгутиків. Ядра однотипні. Статевий процес: злиття двох гамет (копуляція). Паразит жаб – Ораlinа ranarum. Майже всі особини жаб мають опалін.

Хід роботи:

1. Приготувати тимчасовий препарат із культури живих евглен. Розглянути препарат під малим, потім під великим збільшенням мікроскопа, звернувши увагу на будову та характер пересування евглен. Звернути увагу на властивості живої культури евглени змінювати форму тіла від веретеноподібної до кулеподібної. Зосередити увагу на світлочутливому органі – стигмі. На малюнку відмітити всі складові одноклітинного організму.

2. Вивчити будову колонії вольвоксу на постійному препараті (мале збільшення мікроскопа). Звернути увагу, що в середині колонії вольвоксу розташовуються дочірні колонії. Утворюються вони шляхом палінтомічного ділення. Замалювати схематично колонію вольвокса, відмітивши колонії материнської колонії і дочірні колонії.

3. На тотальному препараті мазка крові під мікроскопомсеред еретроцитів і лейкоцитів знайти трипаносоми. Знайти кінетопласт та джгутики. Замалювати трипаносому, відмітити складові організму.

4. Розглянути на таблицях будову лямблії, відмітити основні складові організму. Замалювати.

5. При малому збільшенні мікроскопа розглянути опаліну. На малюнку відмітити основні складові організму. Замалювати цикл розвитку опаліни.

6. Проаналізувавши вивчений матеріал, заповнити таблицю 2.

Таблиця 2.

Порівняльно-анатомічна характеристика джгутикових

Елементи порівняння	Евгленові	Вольвоксові	Кінетопластиди	Опаліни
Органоїди пересування
Кількість ядер
Стигма
Хроматофори
Спосіб живлення
Розмноження
Середовище існування
Значення

ПИТАННЯ ДО САМОСТІЙНОЇ РОБОТИ СТУДЕНТІВ:

1. Характерні ознаки джгутикових.

2. Будова та фізіологія джгутикових на прикладі евглени зеленої.

3. Способи живлення та розмноження серед представників підтипу Джгутикові.

4. Що таке каріогамія?

5. Які пристосування до паразитичного способу життя є у джгутикових?

6. Які способи статевого і нестатевого розмноження є у джгутикових?

7. Колоніальні джгутикові. Будова колонії, диференціація особин у колонії, особливості розмноження на прикладі колонії вольвоксу.

8. Систематика джгутикових. Найважливіші класи та ряди джгутикових, їх представники, особливості будови, фізіології, практичне значення.

ЛІТЕРАТУРА:

1. Дмитриенко В. К., Агафонова Ж. И., Борисова Е. В. Учебное пособие по лабораторному практикуму: зоология беспозвоночных. / В. К. Дмитриенко, Ж. И. Агафонова, Е. В. Борисова – Красноярск, 2008. – 145с.

2. Дмитриенко В. К., Борисова Е. В. Науки о биологическом разнообразии: зоология беспозвоночных: методические указания к самостоятельной работе. / В. К. Дмитриенко, Е. В. Борисова – Красноярск: ИПК. СФУ, 2009. – 56 с.

3. Зеликман А. Л. Практикум по зоологии беспозвоночных. / А. Л. Зеликман. – М.: Высшая школа, 1969. – 168 с.

4. Мазурмович Б. М., Коваль В. П. Практикум з зоології. / Б. М. Мазурмович, В. П. Коваль – К.: Вища школа, 1977 – 172с.

5. Шарова И. Х. Зоология Беспозвоночных / И. Х. Шарова. – М.: ВЛАДОС, 2004. – 592 с.

6. Шалапенюк Е. С. Практикум по зоологи беспозвоночных. Учебное пособие. / Е. С. Шалапенюк. – Минск, ООО «Новое знание», 2002. – 106 с.