Эвгленовые простейшие – одноклеточные жгутиковые организмы, самым известным представителем которых является эвглена зеленая.
Во многих учебниках сказано, что эвглена зеленая имеет один жгутик, но на самом деле их два(как и у большинства эвгленовых): один длинный локомоторный, хорошо видимый в световой микроскоп, а второй очень короткий и поэтому незаметный.
Фотосинтез у эвглен
Многие эвгленовые имеют хлоропласты и сами синтезируют питательные вещества с помощью фотосинтеза, не утрачивая при этом способность также поглощать пищу из окружающей среды путем фагоцитоза и диффузии.
Т.о. для них характерно так называемое миксотрофное(смешанное) питание – на свету они активно фотосинтезируют и питаются как растения, а в темноте переходят на поглощение готовых органических веществ подобно животным.
При долгом отсутствии света хлорофилл в хлоропластах исчезает, и эвглена теряет свою зеленую окраску:
Движение эвглен
Большинство видов эвглен предпочитают плавать в толще воды и двигаются с помощью жгутиков. Однако, есть виды, обитающие на субстрате, по которому они приспособились ползать. У них имеются очень короткие жгутики, которые не принимают участия в движении, а перемещение осуществляется за счет перистальтики клетки – волнообразных изгибаний тела клетки, или метаболии.
Метаболическое движение характерно только для эвгленовых, поэтому его также называют эвгленоидным. Оно представляет собой некое подобие ползающего передвижения. Его механизм и биофизика не до конца понятны. По-видимому, оно обеспечивается белковыми лентами, подстилающими мембрану, которые идут по спирали вдоль всего тела, и могут скользить друг относительно друга.
При резком ярком свете метаболическое движение эвглен может приобретать очень большую амплитуду.
Интенсивная перистальтика говорит о том, что эвглене не нравится слишком яркий свет(он может разрушить хлорофилл), и, сжимаясь, она пытается уменьшить его воздействие:
Фототаксис. Как работает светочувствительный глазок эвглены? Как эвглена определяет направление света?
Долгое время считалось, что за светочувствительность отвечает стигма – ярко-красное пятно у основания жгутика. Но потом выяснилось, что стигма не имеет фоторецепторов и светочувствительностью не обладает. Она представляет собой лишь скопление каротиноидных пигментов, поглощающих свет.
Однако, по традиции именно ее до сих пор называют светочувствительным глазком и это название так и кочует из учебника в учебник.
Многие жгутиконосцы, не имеющие стигмы, могут успешно реагировать на свет. Фоторецептором служит не стигма, а участок мембраны у основания жгутика, расположенный прямо под ней.
Зачем же тогда нужна стигма?
Как видно на видео, при плавании эвглена вращается вокруг свей продольной оси. При вращении она однажды примет позицию, когда пигментное пятно затенит рецептор. Изменение освещенности рецептора влияет на работу жгутиков, и до тех пор пока освещенность фоторецептора не меняется при вращении клетки, она продолжает двигаться параллельно пучку света, то есть к его источнику.
Т.о. стигма выполняет роль экрана, затеняющего фоторецепторы, и помогает эффективно определять направление света.
Простейшие без стигмы могут иметь фоторецепторы и обладать светочувствительностью, однако, для определения направления на свет только световоспринимающей составляющей недостаточно, нужно наличие и фоторецептора и экрана.
Примеры фототаксиса эвглены
На нижеследующем видео эвглены, следуя зову фототаксиса, собираются в самом освещенном месте – в центре препарата.
Но даже хорошего может быть слишком много. Слишком яркий свет может повредить хлоропласты, и эвглены затем дружно эвакуируются из опасный зоны, оставляя середину пустой:
Парамиловые зерна эвглен (парамилии)
Внутри клеток на видео хорошо различимы множественные овальные структуры. Можно было бы предположить, что это хлоропласты, однако, если посмотреть видео ниже, то можно увидеть, что они вовсе не зеленые, а прозрачные. Это не хлоропласты, а зерна парамилона – резервного питательного вещества:
Если растения хранят излишки глюкозы в виде крахмала, а животные – в виде гликогена, то эвглены – в виде парамилона. Это всё похожие полисахариды, мономером которых является глюкоза. У разных видов эвглен парамиловые зерна могут отличаться по форме и количеству.
Жгутик у этого вида эвглен разглядеть сложно – он очень короткий
Сократительная вакуоль
Сократительная вакуоль – это органелла осморегуляции, постоянно выбрасывающая излишки жидкости из цитоплазмы. У эвглены она находится у основания жгутика вблизи стигмы, ее содержимое опорожняется в жгутиковый карман.
Цветение воды, вызванное эвгленами
Иногда эвглены массово размножаются и вызывают цветение воды – она становится зеленого цвета, что отчетливо видно на видео:
Данная проба воды была взята из только оттаявшего водоема. На момент сбора, зелени в ней не наблюдалось, но, постояв 2 дня в тепле, она заметно позеленела, особенно на стороне, находившейся ближе к окну (пример фототаксиса)
А эти хитрые эвглены нашли себе укромненькое местечко в кутикуле рачка, сброшенной при линьке. Она прозрачная и не мешает фотосинтезу, а также хорошо защищает от хищников – можно лежать себе на боку и преспокойно фотосинтезировать
Кто питается эвгленами?
Солнечники часто питаются эвгленами. Эти два солнечника объединились для совместной охоты и заловили эвглену зеленую, у которой уже нет шансов спастись:
Прилетающих ко рту новых эвглен приходится отбрасывать – места в брюхе больше не осталось.
Паразиты эвглен
Красная эвглена (Euglena sanguinea)
Не все эвглены имеют зеленый цвет. Кровавая эвглена Euglena sanguinea издревле наводила ужас на людей своей способностью в одночасье окрашивать водоемы в кроваво-красный цвет. Тогда, конечно, не знали о существовании каких-либо эвглен и воспринимали массовое цветение этих простейших как дурное предзнаменование или как предвестник божьего наказания.
Эта эвглена в обычном состоянии почти не отличается от своей знаменитой родственницы эвглены зелёной. Но при слишком ярком свете она быстро становится красной, используя каротиноидный пигмент астаксантин как защиту от слишком интенсивного солнечного излучения. Избыток ультрафиолетового излучения приводит к повреждению хлоропластов, ухудшает фотоориентацию и подвижность клеток, а также обесцвечивает пигмент хлорофилл. Астаксантин же менее подвержен такому влиянию и играет фотозащитную роль.
Этот самый пигмент также присутствует во многих водных организмах, имеющих красную окраску – креветках, крабах, лососевых рыбах, а также в перьях фламинго. Его используют на рыбных фермах, где добавляют в корм для окраски мяса лососевых рыб и ракообразных.
На видео можно разглядеть гранулы этого пигмента, и проглядывающие из-под них зелёные хлоропласты:
Трахеломонас (Trachelomonas)
Trachelomonas – родственник эвглены зеленой, жгутиконосец, живущий в домике, называемым лорикой.
В лорике имеется отверстие, окруженное горлышком, из которого выходит длинный жгутик.
Можно рассмотреть хлоропласты и красный глазок – стигму.
Размножается бинарным делением, после которого одна из особей через отверстие покидает домик и сразу же синтезирует себе новую лорику. Свежепостроенный дом абсолютно прозрачный и бесцветный. Со временем он приобретеает коричневый оттенок из-за отложения солей железа и марганца.
Факус (Phacus)
Факус – представитель эвгленовых, имеющий жесткую пелликулу и, соответственно, постоянную форму тела похожую на листочек.
На видео можно рассмотреть жгутик, ядро в центре, стигму и множество мелких хлоропластов
Эвглена Lepocinclis fusca
Эвглена Lepocinclis fusca выглядит колючей, т.к. имеет орнамент на пелликуле в форме крошечных пирамидок.
На видео можно рассмотреть стройные ряды из треугольных структур.
Также хрошо виден красный светочувствительный глазок и две большие овальные структуры – зерна запасного питательного вещества парамила.
Можно разглядеть короткий жгутик, который не принимает участия в движении. Оно осуществляется за счет изгибания клетки.
Колациум (Colacium)
На рачках чаще можно встретить инфузорий в роли эпибионтов (т.е. организмов, обитающих на поверхности других организмов), но в данном случае это эвгленовые протисты Colacium. Они представляют собой единственный род эвглен, ведущих прикрепленный образ жизни, поселяясь на мелких планктонных животных.
В их цикле развития есть подвижная стадия, во время которой они имеют жгутик и выглядят как типичные эвглены, но когда они находят хозяина, то жгутик сбрасывается и формируется слизистая ножка для прикрепления к телу животного.
Колациум может прикрепляться и к другим простейшим, в данном случае к стебельку колонии инфузорий: