§40. Одноклітинні еукаріоти

• Зміст ГДЗ Біологія 7 клас Тагліна

Поміркуйте й обговоріть ситуацію

Існують численні перекази моряків про побачене ними синє чи біле світіння океанічної води, яке Жюль Верн описав у романі «20 тисяч льє під водою». Проте століттями люди не могли збагнути природи цього явища. Тож виникли різні міфи, легенди й забобони.

Як учені розкрили “магію” синього чи білого світіння океанічної води? Чим воно зумовлене?

Світіння океанічної води, яке моряки спостерігали століттями, зумовлене явищем біолюмінесценції. Це явище викликане масовим розмноженням мікроорганізмів, таких як ночесвітки (Noctiluca), які випромінюють світло у відповідь на механічні подразники, наприклад, хвилі. Вчені встановили, що це світіння є природним процесом і не становить небезпеки для людей, хоча може мати негативний вплив на морське життя через збільшення вмісту аміаку у воді.

Хто першим відкрив та описав мікроорганізми? Як це вдалося зробити і яке значення цього відкриття?

Першим, хто відкрив і описав мікроорганізми, був Антоні ван Левенгук. Він зробив це у 1676 році за допомогою мікроскопа власного виготовлення, який дозволяв збільшувати об’єкти у 200-300 разів. Левенгук спостерігав за краплею води й виявив там мікроскопічні організми, які назвав “анімалькулями”. Це відкриття стало сенсацією в науковому світі й поклало початок розвитку мікробіології як науки. Відкриття Левенгука мало величезне значення для розуміння природи життя та розвитку медицини, оскільки воно дало змогу вивчати мікроскопічні форми життя і їхній вплив на здоров’я людини.

Відкритий мікрофон

Розгляньте мікроскопічні світлини та схеми будови клітин трьох протистів: амеби, евглени та інфузорії. Опишіть, що в них спільного. Як ви вважаєте, чим зумовлені спільні та відмінні риси цих протистів?

Що спільного в будові клітин амеби, евглени та інфузорії?

Усі три протисти є одноклітинними еукаріотами, тому мають ядро, яке містить генетичний матеріал. Крім того, вони мають скоротливі вакуолі, які допомагають регулювати осмотичний тиск і видаляти надлишкову воду з клітини.

Чим зумовлені спільні та відмінні риси цих протистів?

Спільні риси, такі як наявність ядра і скоротливих вакуоль, обумовлені тим, що всі вони належать до еукаріотів і мають подібні базові клітинні структури для підтримки життєдіяльності. Відмінності ж пов’язані з адаптацією до різних умов середовища та способів життя. Наприклад, амеби пересуваються за допомогою псевдоподій, евглени мають джгутик для руху і можуть здійснювати фотосинтез завдяки хлоропластам, тоді як інфузорії використовують війки для пересування і захоплення їжі через клітинний рот.

Лабораторне дослідження «Інфузорія туфелька та евглена в краплині води природної водойми»

1. Опис руху амеби, евглени та інфузорії

   • Амеба: Амеби рухаються за допомогою псевдоподій, які є тимчасовими виростами цитоплазми. Цей тип руху називається амебоїдним і нагадує повільне перетікання клітини.
   • Евглена: Евглени пересуваються завдяки джгутику, який обертається, створюючи хвилеподібні рухи. Це дозволяє евглені швидко переміщатися у воді.
   • Інфузорія: Інфузорії використовують численні війки, які покривають їхню поверхню. Війки здійснюють синхронні гребні рухи, що дозволяє інфузорії плавно і швидко пересуватися.

2. Спостереження одноклітинних у краплині води природної водойми

   У краплині води з природної водойми можна спостерігати різноманітних одноклітинних, таких як амеби, евглени та інфузорії. Амеби зазвичай рухаються повільно за допомогою псевдоподій, евглени швидко плавають завдяки джгутику, а інфузорії активно пересуваються завдяки війкам. Крім протистів, у полі зору можуть з’явитися бактерії та мікроскопічні водорості.

3. Висновки про спільні й відмінні риси протистів

   • Спільні риси: Усі три протисти є одноклітинними еукаріотами з ядром і скоротливими вакуолями для регуляції осмотичного тиску.
   • Відмінності: Відрізняються способами руху: амеби використовують псевдоподії, евглени — джгутик, а інфузорії — війки. Також вони мають різні способи живлення: амеби — фагоцитозом, евглени можуть фотосинтезувати або поглинати органічні речовини, а інфузорії захоплюють їжу через клітинний рот. Різноманітність цих організмів у природних водоймах обумовлена їхньою адаптацією до різних умов середовища та способів життя.

Робота в парі

Обчисліть відсоток летальності кожного захворювання. Побудуйте діаграму, що відображає дані таблиці та відсоток летальності захворювань. Зазначте найбільш небезпечних патогенних протистів. Відвідування яких країн ви б порадили уникати без обізнаності щодо профілактики цих небезпечних захворювань?

Обчислення відсотка летальності кожного захворювання:

• Малярія: Відсоток летальності = $\dfrac{627000}{83000000} \cdot 100 \approx 0.76\%$.
• Лейшманіоз: Відсоток летальності = $\dfrac{52000}{3300000} \cdot 100 \approx 1.58\%$.
• Африканський трипаносомоз: Відсоток летальності = $\dfrac{9000}{600000} \cdot 100 = 1.5\%$.
• Токсоплазмоз: Відсоток летальності = $\dfrac{2000}{1200000} \cdot 100 \approx 0.17\%$.

Діаграма:

Найбільш небезпечні патогенні протисти:

Серед зазначених захворювань найбільш небезпечними є малярійний плазмодій (Plasmodium falciparum), який спричиняє малярію, хоч летальність і не сама висока, але найбільше розповсюдження та загальна смертність найвища.

Рекомендації щодо уникнення небезпечних регіонів:

• Для профілактики малярії слід уникати тропічних та субтропічних регіонів Африки, Азії та Південної Америки без належної вакцинації чи профілактичних ліків.
• Лейшманіоз: є ризик у багатьох тропічних та субтропічних регіонах, включаючи Бразилію, Індію, Іран, Афганістан, Судан, Ефіопію.
• Африканський трипаносомоз (сонна хвороба) зустрічається в Центральній і Західній Африці, де поширена муха цеце.
• Токсоплазмоз є глобально поширеним, але особливу увагу варто приділити регіонам із високою концентрацією безпритульних котів та поганими санітарними умовами.

Поміркуйте й обговоріть ситуацію

Форамініфери мають важливе планетарне значення, оскільки вони відіграють ключову роль у регулюванні газового складу атмосфери та клімату Землі.

1. В процесі фотосинтезу і дихання, форамініфери, як і інші живі організми, беруть участь у циклі вуглецю. Вони поглинають вуглекислий газ (CO₂) з води для побудови своїх черепашок, що фактично допомагає вилучати CO₂ з атмосфери через океан.
2. Утворення осадових порід: З черепашок форамініфер утворюються значні поклади вапняку завтовшки десятки та сотні метрів. Унаслідок процесів гороутворення ці поклади можуть опинятися й на суходолі. Такі гірські системи як Альпи, Гімалаї значною мірою складаються з форамініферних вапняків.
3. Кліматичні дослідження: Черепашки форамініфер містять ізотопи кисню і вуглецю, які відображають температуру та склад океанічної води у минулі геологічні епохи. Це робить їх важливими індикаторами для вивчення змін клімату Землі за мільйони років.

Таким чином, форамініфери відіграють вирішальну роль у глобальному вуглецевому циклі, стабілізації клімату та формуванні геологічних структур.

Запитання і завдання

1. Чому на території Харківської, Чернігівської та інших областей України є великі поклади крейди, якщо форамініфери живуть в океанах?

Поклади крейди в цих регіонах України утворилися внаслідок геологічних процесів, які відбувалися мільйони років тому. У минулому значні території, включно з сучасними областями України, були покриті морями. Форамініфери, які жили в цих морях, накопичувалися на дні після своєї смерті. Їхні черепашки з кальцій карбонату утворювали осадові породи, такі як крейда. З часом ці морські басейни висихали, а осадові породи залишалися, формуючи нинішні поклади крейди.

2. Поради щодо профілактики зараження малярією при відвідуванні небезпечних регіонів:

Для створення інформаційної листівки щодо профілактики малярії можна включити такі рекомендації:

Вакцинація та медикаменти: Перед поїздкою зверніться до лікаря для отримання рекомендацій щодо вакцинації та прийому профілактичних ліків проти малярії.

Захист від укусів комарів:

• Використовуйте репеленти на відкритих ділянках шкіри.
• Носіть одяг з довгими рукавами та штанами, особливо в сутінки та на світанку.
• Спіть під москітними сітками або в приміщеннях з кондиціонерами чи захисними сітками на вікнах.

Уникайте перебування на відкритому повітрі у вечірній час, коли комарі найбільш активні.

Інформованість: Дізнайтеся про рівень ризику малярії в країнах або регіонах, які плануєте відвідати.

Ці заходи допоможуть зменшити ризик зараження малярією під час перебування в ендемічних регіонах.

3. Змоделюйте просту екосистему, яка складається лише з протистів. Створіть схему цієї екосистеми, зазначивши представників і їхню роль у ній.

Уявімо екосистему, яка складається з трьох основних типів протистів: амеби, евглени та інфузорії. Кожен із цих організмів виконує специфічну роль у системі:

• Евглени: Вони є продуцентами у цій екосистемі, оскільки здатні до фотосинтезу. Евглени використовують сонячне світло для виробництва органічних речовин.
• Амеби: Виступають як консументи. Вони живляться іншими одноклітинними організмами та органічними частинками шляхом фагоцитозу, перетворюючи їх на енергію для власного існування.
• Інфузорії: Також є консументами і можуть бути хижаками або сапротрофами. Вони живляться бактеріями, іншими протистами або органічними залишками, підтримуючи баланс у системі.

Схема цієї екосистеми може виглядати так:

Сонячне світло
    ↓
Евглени (продуценти)
    ↓
Амеби (консументи)
    ↓
Інфузорії (консументи/хижаки)

4. Уявіть, що ви є менеджером / менеджеркою фармацевтичної компанії. Обґрунтуйте вибір захворювання, спричиненого протистами, для якого доцільно проводити дороговартісну розробку ліків.

Як менеджер фармацевтичної компанії, я б обрав малярію для розробки дороговартісних ліків. Це рішення обґрунтоване такими факторами:

• Висока поширеність: Малярія залишається однією з найпоширеніших інфекційних хвороб у світі, особливо в тропічних і субтропічних регіонах Африки та Азії.
• Висока смертність: Незважаючи на наявність профілактичних заходів і лікування, малярія все ще спричиняє значну кількість смертей щороку.
• Економічний тягар: Малярія має значний вплив на економіку країн з високим рівнем захворюваності через втрату працездатності населення та витрати на медичну допомогу.
• Резистентність до існуючих ліків: Зростання резистентності до існуючих антималярійних препаратів підкреслює необхідність у нових ефективних ліках.

З огляду на ці фактори, інвестиції в розробку нових ліків проти малярії можуть мати суттєвий вплив на глобальне здоров’я та економіку.