Инфузории

Инфузорий можно найти и непосредственно в пробах воды, взятой из пруда, болотца или канавы, но гораздо больше материала для наблюдений будет у нас, если заблаговременно — дней за 10–15 — приготовить искусственную культуру для разведения инфузорий, обеспечив их питательным материалом.

Пищей для инфузорий в таких культурах служат мельчайшие сенные бактерии, которые в огромном количестве размножаются в отваре, приготовленном из сена. Когда к такому сенному отвару, разбавленному водой и постоявшему несколько дней в открытой банке, мы прильём прудовой или болотной воды, в которой живут инфузории, то благодаря обилию корма инфузории там очень быстро начнут размножаться и через неделю их легко будет найти в каждой капле, помещённой на предметное стекло. Остаётся наложить на эту каплю тонкое покровное стекло, а затем рассмотреть её под микроскопом.

Всего чаще в таких сенных культурах попадаются продолговатые инфузории-туфельки, или парамеции, которые быстро проносятся через поле зрения микроскопа. Лучше их можно рассмотреть тогда, когда они натыкаются в воде на какое-нибудь препятствие, поэтому полезно, перед тем как накладывать покровное стекло, поместить в воду несколько зелёных ниточек водорослей или растрёпанный на отдельные волоски крошечный клочок ваты.

Тело инфузории-туфельки состоит из одной клетки, имеющей, однако, очень сложное строение (рис. 27). Главная масса тела состоит из протоплазмы; внутри неё находится округлое ядро и возле него ещё второе, малое ядро. В протоплазме инфузории можно отличить два слоя: наружный, имеющий волокнистое строение, и внутренний, более жидкий. Снаружи тело инфузории одето слоем более плотной протоплазмы и поэтому сохраняет определённую форму, характерную для всех инфузорий данного вида.

Инфузория плавает благодаря движению многочисленных мелких ресничек, покрывающих со всех сторон её тело и действующих, как тысячи мелких весел. Все эти реснички двигаются — «мерцают», сгибаясь в одну сторону, подобно тому как волнуется хлебное поле от пробегающего ветра.

Если слегка надавить на покровное стекло, то иногда удаётся наблюдать, как под действием механического раздражения из тела инфузории выступают длинные тонкие нити — трихоцисты (рис. 28). Они, по-видимому, ядовиты и служат для неё средством защиты.

Более верным способом заставить инфузорию «выстрелить» своими трихоцистами является химическое раздражение. Чтобы его вызвать, у края покровного стекла помещают каплю разбавленной уксусной кислоты, а с противоположного края начинают отсасывать воду кусочком фильтровальной бумаги (или «промокашки»).

Когда кислота дойдёт до тела инфузории, оно отвечает на это выбрасыванием трихоцист (в дальнейшем действие кислоты убивает инфузорий).

При наблюдении живых инфузорий под микроскопом они быстро проносятся через поле зрения, и, чтобы их рассмотреть, нам приходится искусственно задерживать их передвижение. Однако не следует забывать, что быстрота движений инфузорий только кажущаяся: ведь если мы рассматриваем инфузорий при увеличении, скажем, в 100 раз, то в 100 раз будут увеличены не только размеры самой инфузории, но и истинная длина пути, который она прошла в одну секунду времени, а это значит, что в действительности она передвигается в 100 раз медленнее, чем это представляется нашему «вооружённому» глазу.

Снаружи на теле инфузории-туфельки можно рассмотреть продолговатую выемку. Это ротовая впадина, ведущая в глоточный канал, который имеет вид узкой воронки и оканчивается в протоплазме. Движение ресничек, покрывающих края ротовой впадины, загоняет в глотку инфузории бактерии и мелкие органические остатки, которыми она питается.

Среди протоплазмы видны кое-где пузырьки с мелкими комочками или крупинками внутри — это пищеварительные вакуоли, то есть пузырьки, образовавшиеся вокруг заглоченных через рот пищевых частиц. Они медленно продвигаются в протоплазме, пища в них изменяется и переваривается, а остатки выбрасываются через порошицу — особое «заднепроходное» отверстие, которое имеется в оболочке, покрывающей тело (его увидеть трудно).

Если в каплю воды с инфузориями добавить разведённого в воде акварельного кармина или хотя бы мелко растёртого в ступке древесного угля, можно наблюдать, как инфузории заглатывают частицы такой взвеси и как образовавшаяся пищеварительная вакуоля продвигается в их теле.

Кроме того, у инфузории-туфельки имеется два особых пузырька с лучеобразно расположенными вокруг них узкими канальцами, через которые в пузырёк поступает водянистая жидкость и которые придают всему этому органоиду звездчатую форму. Один из таких пузырьков расположен ближе к переднему концу тела, другой — ближе к заднему.

Величина их изменяется: накопившаяся жидкость выливается наружу и пузырёк исчезает, но затем на том же месте появляется и растёт новое скопление жидкости. Эти сократительные пузырьки (вакуоли) играют роль органов выделения. Через них удаляются из тела не только продукты распада, но и избыток воды, постоянно проникающей из внешней среды; благодаря этому в протоплазме сохраняется определённая, необходимая для неё концентрация солей (у инфузорий, живущих в морской воде, сократительных вакуолей не наблюдается).

Особых приспособлений для дыхания у инфузорий нет. Единственная клетка, из которой состоит её тело, со всех сторон окружена водою, заключающей в себе растворенный кислород, и газообмен происходит через тонкую оболочку тела.

При обилии пищи инфузории быстро размножаются. Размножение происходит путём деления: оба ядра (большое и малое) вытягиваются в длину и на них образуются перетяжки; тело одновременно также начинает перетягиваться, и затем обе половинки вместе с половинками ядер разделяются перегородкой (рис. 29). Вскоре обе половинки расходятся и начинают жить самостоятельно.

При благоприятных условиях инфузории могут долгое время размножаться путём таких последовательных делений, образуя сотни и тысячи сменяющихся поколений. Однако рано или поздно — вероятно, при ухудшении условий — в их физиологическом состоянии наступают изменения, вызывающие у них своеобразно выраженную форму полового размножения.

Две встретившиеся инфузории прижимаются друг к другу, соприкасаясь своими ротовыми впадинами, и тогда в их теле происходит очень сложная перестройка всего ядерного аппарата: большие ядра разрушаются, малые несколько раз делятся, частично также разрушаются и от них у каждой инфузории остаётся по два половых ядра. Одно из них — «женское» — остаётся на месте, а другое — «мужское» — переходит в тело другой инфузории (через образующийся между ними плазматический мостик) и там сливается с её «женским» ядром (рис. 30).

Такая форма полового процесса у простейших, когда две клетки не сливаются в одну, а взаимно обмениваются частями своих ядер, называется конъюгацией. После конъюгации инфузории расходятся, у них восстанавливается их нормальное строение, и тогда они снова начинают размножаться делением.

То, что наблюдается при конъюгации инфузорий, в значительной мере напоминает нам оплодотворение яйцеклетки: и там и здесь мы видим слияние ядерного вещества, происходящего из двух различных клеток. В результате слияния ядер различного происхождения организмы обеих инфузорий «обновляются» и повышается их жизненность.

При наступлении неблагоприятных условий (например, при высыхании водоёма) многие инфузории одеваются более плотной оболочкой — цистой — и в таком виде способны оставаться долгое время в состоянии «скрытой жизни». Одетую цистой инфузорию вместе с пылью может подхватить ветер и отнести её в какой-нибудь другой водоём. Там она освободится от своей скорлупы и снова начнёт вести деятельную жизнь.

Любопытно, что образования цист (инцистирования) долгое время не удавалось обнаружить как раз у наиболее общеизвестных и, казалось бы, особенно хорошо изученных инфузорий — парамеций, которые с этой стороны казались каким-то непонятным исключением среди других инфузории. И только в недавние годы русской исследовательнице Михельсон удалось увидеть цисты парамеций.

Оказалось, что они имеют угловатую форму и по внешности похожи на мельчайшие песчинки, почему на них и не обратили внимания прежние наблюдатели.