• Роль в природе. Одноклеточные эукариоты, клетка которых находится в минеральной раковине (фораминиферы), панцире (диатомовые водоросли) или имеет минеральный внутриклеточный скелет (радиолярии), играют важную роль в образовании осадочных пород. Из останков организмов, в состав оболочек (например, красная водоросль кораллина) или раковин (фораминиферы) которых входит карбонат кальция, за сотни миллионов лет образовались значительные залежи известняка и мела (рис. 39.1). В результате горообразовательных процессов дно морей вместе с залежами известняка поднималось над поверхностью моря. Так возникли меловые холмы и целые горные цепи, такие как Пиренеи, Альпы, Гималаи. Панцири отмерших диатомовых водорослей, состоящие из SiO2, оседая на дно, в течение миллионов лет образовали осадочную породу диатомит. Эти залежи используют для производства взрывчатки - динамита. Внутренний скелет многих радиолярий также состоит из SiO2. Их скелеты образовали осадочные породы радиоляриты, из которых состоит, например, остров Барбадос в Карибском море, а также залежи таких полудрагоценных камней, как яшма, опалы, халцедоны и т. п. (рис. 39.2).

Рис. 39.1. Меловые холмы на Подолье (1); разнообразные раковины фораминифер (2); из отверстий раковин выходят многочисленные псевдоподии (3)

Рис. 39.2. Разнообразие скелетов радиолярий. (1) (рисунок сделал Э. Геккель в 60-е годы XIX ст.); яшма (2); украшения с опалом (3)

Ископаемые остатки фораминифер, диатомовых водорослей и др., хорошо сохраняющихся в составе осадочных пород, человек использует в качестве руководящих ископаемых. Каждая геологическая эпоха характеризуется особым видовым составом этих существ, что позволяет определить время образования (возраст) тех или иных пород. Исследователи используют такие остатки для поиска залежей полезных ископаемых, образовавшихся в определенное время геологической истории Земли.

Автотрофные протисты - обитатели водоемов - синтезируют органические соединения, которые могут потреблять другие организмы. Кроме того, в процессе фотосинтеза они выделяют кислород, поддерживая постоянство газового состава атмосферы. Одноклеточные эукариоты, способные поглощать растворы органических соединений, участвуют в процессах самоочищения водоемов.

По видовому составу протист можно определить санитарное состояние водоемов. Так, эвглена красная обитает в чистых водоемах, а эвглена зеленая отдает предпочтение воде со значительным содержанием органических веществ. Как вы помните, с подобной целью используют и прокариот, например кишечную палочку. Методы определения состояния окружающей среды с помощью видового состава организмов называют биологической индикацией (биоиндикацией).

Важна роль одноклеточных эукариот и в обеспечении плодородия почв. Грибы расщепляют остатки организмов до минеральных соединений, которые затем потребляют зеленые растения. При этом они выделяют большое количество углекислого газа, необходимого для фотосинтеза. Кроме того, почвенные грибы участвуют в синтезе органических соединений, из которых формируется плодородный гумусный слой почвы. Почвенные водоросли-фотосинтетики образуют значительное количество органических веществ и обогащают почву кислородом. Массовое размножение почвенных водорослей, так называемое цветение почвы, является приметой хорошего урожая. Чаще всего это явление наблюдают весной и осенью. В это время масса этих протист может возрастать до 1500 кг/га.

Рис. 39.3. Скелет коралловых полипов образуется за счет их симбиоза с клетками водорослей

Рис. 39.4. Лишайники растут на камнях (А - корковый лишайник) и стволах деревьев (Б - листоватый лишайник)

Почвенные и водные протисты служат для питания других организмов. Некоторых из них, например инфузорий, человек разводит для выкармливания личинок и мальков рыб.

Много видов протист способны вступать в различные формы симбиоза с другими организмами. Часто это сосуществование имеет характер мутуалистических отношений. Вы знаете, что такое коралловые рифы. Так вот, для образования массивного внешнего известнякового скелета колонии коралловых полипов (рис. 39.3) необходимо, чтобы в их клетках поселились определенные виды водорослей. Водоросли могут обитать внутри клеток и других многоклеточных животных - гидр, ресничных червей ит. п. Водоросли поставляют клеткам животных кислород и синтезированные органические соединения, а взамен получают убежище и неорганические вещества, необходимые для осуществления фотосинтеза.

В кишечнике некоторых насекомых, например термитов и тараканов, обязательно присутствуют особые одноклеточные жгутиконосцы. Они производят фермент, расщепляющий клетчатку, который отсутствует у хозяина, а сами находят в организме насекомого пристанище и запасы пищи. В желудке травоядных жвачных животных живут различные инфузории, суммарная масса которых может достигать нескольких килограммов. Эти инфузории питаются проживающими там же бактериями; особого вреда или пользы хозяевам они не приносят.

Одноклеточные водоросли в симбиозе с грибами образуют лишайники (рис. 39.4). Водоросли синтезируют органические вещества, которые потребляет гриб, а тот, в свою очередь, поставляет клеткам водорослей необходимые для фотосинтеза воду и минеральные соединения.

• Роль в хозяйстве и жизни человека. Различные виды микроскопических грибов человек использует для промышленного получения антибиотиков, витаминов, продуктов спиртового брожения и т. п.

Первый антибиотик пенициллин был получен из плесневого гриба рода Пеницилл. Напомним, что антибиотики - это биологически активные вещества, в небольших количествах избирательно подавляющие жизнедеятельность определенных микроорганизмов или задерживающие размножение клеток злокачественных опухолей. Суть действия этих соединений заключается в том, что одни из них нарушают образование поверхностного аппарата и целостность биологических мембран (например, пенициллин), другие - синтез белков или нуклеиновых кислот микроорганизмов (например, тетрациклин). Антибиотики являются продуктами жизнедеятельности разнообразных микроорганизмов (бактерий, грибов). Кроме естественных антибиотиков, существуют искусственные, полученные с помощью химического синтеза на предприятиях микробиологической промышленности.

Применять антибиотики следует крайне осторожно и только способом и в дозах, прописанных врачом. Однако болезнетворные микроорганизмы достаточно быстро становятся невосприимчивыми к этим соединениям, поэтому ученые постоянно выводят новые штаммы микроорганизмов, способных образовывать антибактериальные и антивирусные вещества, и добывают из них новые антибиотики.

Разные виды дрожжей используют в пекарской промышленности, виноделии, пивоварении, для получения спирта и некоторых кисломолочных продуктов, в частности кефира. Некоторые виды протист применяют для очистки промышленных и бытовых сточных вод, в биологическом способе борьбы с вредными для человека видами, в частности кровососущими комарами.

Одноклеточные эукариоты могут наносить вред здоровью и хозяйству человека. Многие виды плесневых грибков способны портить продукты питания.

Паразитические протисты, поселяясь в организме человека, животных и растений, вызывают разнообразные инфекционные (от лат. инфекцио - заражаю) и инвазионные (от лат. инвазио - нападение) заболевания. Возбудителями инфекционных заболеваний служат вирусы, бактерии и грибы, а инвазионных - животные. В организм хозяина паразитические протисты могут проникать в желудочно-кишечный тракт вместе с едой или водой (дизентерийные амебы и др.). При неосторожном обращении с котами в организм человека через царапины или кишечный тракт могут проникать одноклеточные животные — токсоплазмы. Токсоплазмоз — заболевание, особенно опасное для беременных женщин, поскольку больная мать может передать возбудителя зародышу через плаценту. Поражаются лимфатические узлы, мышцы, нервная система, органы зрения и т. п.

С водой в носовую полость человека при купании в богатых водной растительностью стоячих пресных водоемах могут попасть некоторые свободноживущие амебы. Впоследствии они проникают в головной мозг, где размножаются, что ведет к его воспалению и смерти.

Через поврежденные покровы часто проникают паразитические одноклеточные грибы, поражающие кожу, ногти, волосы и т. п. В частности, от бродячих собак и котов человек может заразиться стригущим лишаем и другими опасными грибковыми заболеваниями. Во время половых контактов возможно заражение некоторыми паразитическими одноклеточными животными (трихомонадами) и грибами.

Рис. 39.5. Кровососущие насекомые и клещи - переносчики возбудителей заболеваний человека и позвоночных животных: 1 - мошка; 2 - комар; 3 - клещ

Стригущий лишай - заболевание кожи, волос и ногтей, которое вызывают грибки из рода Трихофитон. Споры гриба передаются через контакты с больным, его одеждой, посудой, домашними животными и т. п. Свое название это заболевание получило потому, что волосы на пораженных участках становятся короткими, как бы стрижеными. На коже образуются пятна, многочисленные чешуйки. В конечном итоге пораженные места воспаляются и выделяют гной. Особенно часто эта инфекция поражает детей школьного возраста.

Попадание паразитических одноклеточных животных в организм человека и позвоночных животных возможно через укусы переносчиков — кровососущих насекомых или клещей (рис. 39.5). Так, малярийные комары передают возбудителей малярии, кровососущие мухи це-це - возбудителей сонной болезни, клещи - пироплазм - паразитов крови собак, крупного рогатого скота, а изредка и человека. Болезни, вызываемые этими паразитами (пироплазмозы), сопровождаются малокровием и могут завершиться смертью.

Ключевые термины и понятия. Руководящие ископаемые, биологическая индикация состояния окружающей среды.

Кратко о главном

• Одноклеточные эукариоты, клетка которых имеет раковину, панцирь или минеральный внутриклеточный скелет, играют важную роль в образовании осадочных пород - известняков, мела, диатомита, радиоляритов и т. п. Подобные остатки используют в качестве руководящих ископаемых для определения возраста осадочных пород.
• Автотрофные протисты синтезируют значительное количество органических соединений, потребляемых другими организмами, и выделяют значительное количество кислорода, поддерживая постоянство газового состава атмосферы.
• Протисты, способные поглощать растворы органических соединений, участвуют в процессах самоочищения водоемов. По видовому составу этих существ судят о санитарном состоянии водоемов. Методы определения состояния окружающей среды с помощью видового состава организмов называют биологической индикацией (биоиндикацией).
• Протисты расщепляют останки организмов, а также обогащают почву органикой. Почвенные грибы участвуют в синтезе органических соединений, из которых формируется плодородный гумусный слой почвы. Почвенные и водные протисты служат пищей для других организмов. Некоторых из них разводят для откорма личинок и мальков рыб. Многие виды применяют для очистки промышленных и бытовых сточных вод, в биологическом способе борьбы с вредными для человека видами, в частности кровососущими комарами.
• Разные виды микроскопических грибов человек использует для промышленного получения антибиотиков, витаминов, молочнокислых продуктов, продуктов спиртового брожения и т. п.
• Некоторые виды могут наносить значительный вред здоровью и хозяйству человека. Много видов грибов способны портить продукты питания, выделяя ядовитые (токсичные) соединения. Паразитические протисты, поселяясь в организмах человека, животных и растений, вызывают разнообразные инфекционные и инвазионные заболевания. Возбудителями инфекционных заболеваний служат вирусы, бактерии и грибы, а инвазионных - животные.

Вопросы для самоконтроля

1. Какова роль протист в образовании осадочных пород? 2. Какие организмы называют руководящими ископаемыми? Где их применяют? 3. Какова роль протист в процессах почвообразования? 4. Что такое биологическая индикация состояния окружающей среды? 5. Какие особенности симбиоза протист с другими организмами? 6. Каких протист человек использует для получения лекарственных препаратов и пищевых продуктов? 7. Какие заболевания человека, домашних животных и растений вызывают протисты?

Подумайте

О чем свидетельствует наличие в пресном водоеме большого количества планктонных гетеротрофных протист?

ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 5

СРАВНЕНИЕ СИМПТОМОВ ЗАБОЛЕВАНИЙ, ВЫЗВАННЫХ ВИРУСАМИ И БАКТЕРИЯМИ

Цель: научиться различать вирусные и бактериальные болезни по симптомам, проявляющихся у больного.

Ход работы

1. Сравните симптомы заболеваний ангиной и дифтерией.

2. Установите причину, источник инфекции и способ заражения.

3. Сравните симптомы заболеваний гриппом и острыми респираторными вирусными инфекциями (ОРВИ).

4. Выясните причину, источник инфекции и способ заражения.

5. Выясните основные средства лечения и способы профилактики бактериальных и вирусных заболеваний.

6. Сделайте выводы о сходстве и отличиях проявлений бактериальных и вирусных заболеваний.

ТЕСТ НА ЗАКРЕПЛЕНИЕ ЗНАНИЙ

I. ВЫБЕРИТЕ ИЗ ПРЕДЛОЖЕННЫХ ОТВЕТОВ ПРАВИЛЬНЫЙ

1. Назовите метод, с помощью которого определяют санитарное состояние окружающей среды: а) сравнительно-описательный; б) биологической индикации; в) математической статистики; г) электронно-микроскопические исследования.

2. Определите, какие из биологических систем находятся на организменном уровне организации: а) прионы; б) дрожжи; в) вирусы; г) вироиды.

3. Определите, что такое раздражимость: а) способность организмов к фотосинтезу; б) способность организмов к восприятию определенных воздействий внешней и внутренней среды и соответствующего ответа на них; в) способность организмов к выделению продуктов обмена веществ; г) способность организмов к размножению.

4. Определите, как правильно называют реакции на раздражители окружающей среды, происходящие в форме движения организма в направлении раздражителя или от него: а) таксисы; б) тропизмы; в) настии; г) нутации.

5. Отметьте, чем клетки прокариот отличаются от клеток эукариот: а) отсутствием клеточной стенки; б) отсутствием плазматической мембраны; в) отсутствием митохондрий; г) отсутствием рибосом.

6 Отметьте органеллы, присущие как клеткам прокариот, так и клеткам эукариот: а) ядро; б) митохондрии; в) рибосомы; г) эндоплазматическая сеть.

II. ВЫБЕРИТЕ ИЗ ПРЕДЛОЖЕННЫХ ОТВЕТОВ ДВА ПРАВИЛЬНЫХ

1. Назовите одноклеточные организмы, способные образовывать колонии: а) протисты; б) губки; в) цианобактерии; г) бурые водоросли.

2. Назовите группы микроорганизмов, способных вступать с организмом хозяина в мутуалистические отношения: а) клубеньковые бактерии; б) пурпурные бактерии; в) бактерии рубца жвачных животных; г) палочка ботулизма.

3. Укажите органеллы, которые могут встречаться у прокариот: а) лизосомы; б) сократительная вакуоль; в) газовая вакуоль; г) рибосомы.

4. Укажите организмы, относящиеся к прокариотам: а) стафилококки; б) прионы; в) вирусы; г) цианобактерии.

5. Отметьте процессы, которые способны осуществлять цианобактерии: а) фотосинтез; б) жгутиковое движение; в) фиксация атмосферного азота; г) фагоцитоз.

6. Укажите функции, которые выполняют споры бактерий: а) размножение; б) синтез белков; в) переживание неблагоприятных условий; г) распространение.

III. ЗАДАНИЯ НА УСТАНОВЛЕНИЕ СООТВЕТСТВИЯ

1 Определите соответствие органелл и структур группам организмов, в клетках которых они встречаются.

2. Определите, какие типы питания присущи перечисленным видам однокл точных эукариот.

3. Установите соответствие между группами прокариот и присущими им признаками.

IV. ВОПРОСЫ ПОВЫШЕННОЙ СЛОЖНОСТИ

1. Почему некоторые свободноживущие виды протист, попав в организм человека или животных, переходят к паразитическому образу жизни?

2 Почему в клетках протист разнообразие органелл больше, чем в клетках многоклеточных эукариот?

3. Почему настоящие многоклеточные организмы известны лишь среди эукариот?