Файл: Карюхина Т.А. Химия воды и микробиология учебник.pdf

ти, выделяемой эндоплазмой. Так образуется пищевари­ тельная вакуоль. По мере поступления пищи образуются новые вакуоли. При обилии питания этот процесс повто­ ряется каждые 1—2 мин. Отрываясь от глотки, пищева­ рительная вакуоль подхватывается током протоплазмы и совершает в клетке определенный путь, в течение кото­ рого происходит переваривание и всасывание растворен­ ных веществ в протоплазму. Длительность процесса пи­ щеварения различна; у инфузории-туфельки она состав­ ляет около 1 ч.

Вакуоли с непереваренными остатками пищи соби­ раются около порошицы, сливаются в одну вакуоль и выбрасываются наружу каждые 7—10 мин. Жидкие про­ дукты обмена удаляются с помощью сократительной вакуоли.

У ресничных инфузорий чередуются бесполое и поло­ вое размножение. При этом половой процесс наступает периодически через несколько поколений.

Подкласс ресничных инфузорий делится на несколь­ ко отрядов, характеризующихся различным строением ресничного аппарата.

Отряд равноресничных инфузорий наиболее много­ численный. Тело этих инфузорий равномерно покрыто ресничками. Типичными представителями, широко рас­ пространенными в водоемах и на очистных сооружениях, являются инфузории рода Paramecium.

Отряд разноресничных инфузорий характеризуется наличием спирально расположенного около ротового от­ верстия пояса ресничек. К этому отряду относятся одни

кроме околоротового пояса ресничек, имеют на брюшной стороне особые плотные щетинки, представляющие собой пучки склеившихся ресничек. Благодаря им инфузории могут ползать по субстрату (Stylonychia, Oxytricha, Euplotes).

Подавляющее большинство представителей отряда кругоресничных инфузорий ведет сидячий образ жизни. Реснички расположены только около ротового отверстия. Движением ресничек создается водоворот в форме ворон­ ки, узкий конец которой обращен к ротовому отверстию. Взвешенные частицы осаждаются в нижней части ворон­ ки. Такой способ добывания пищи носит название се-

42

диментации и характерен для многих видов инфузорийседиментаторов.

' При помощи длинных стебельков инфузории прикреп­ ляются к растениям, раковинам моллюсков, хлопочкам ила. Среди кругоресничных инфузорий есть как одиноч­ ные (Vorticella convallaria), так и колониальные формы (Opercularia glomerata).

Подкласс сосущих инфузорий (Suctoria) представлен сидячими формами, лишенными во взрослом состоянии ресничек и не имеющими рта. Питаются эти инфузории с помощью особых сосательных щупалец — тонких трубо­ чек с внутренним каналом и отверстием на конце, кото­ рыми они ловят добычу (главным образом ресничных инфузорий). Пелликула пойманной инфузории растворя­ ется и эндоплазма по каналу щупалец перетекает внутрь сосущей инфузории.

§ 20. Водоросли и грибы

Водоросли и грибы относятся к группе низ­ ших растений (рис. 11). Как и высшие растения, клетки водорослей содержат светочувствительные пигменты,

благодаря которым осуществляется процесс фотосинтеза. У большинства видов пигменты входят в состав органелл, называемых хлоропластами или хроматофорами.

43

Основным местом обитания водорослей являются водоемы, но многие из них хорошо растут в почве, разви­ ваются в некоторых сооружениях водопровода и канали­ зации. В водоемах водоросли находятся как в толще во­ ды, так и на дне. Многие из них поселяются на стеблях высшей водной растительности.

Водоросли подразделяются на несколько типов, из которых для пресных вод наибольшее значение, имеют три: зеленые, диатомовые, сине-зеленые.

Тип I. Зеленые водоросли (Chlorophyceae), самый распространенный тип среди водорослей, объединяющий крайне разнообразные по строению организмы. Среди зеленых водорослей есть одноклеточные, многоклеточные

иколониальные формы.

Убольшинства видов этих водорослей клетки имеют целлюлозную оболочку, вакуоль с клеточным соком, как правило, одно дифференцированное ядро и хроматофоры, форма которых разнообразна: пластинки, сеточки, звездочки, диски. Зеленые водоросли содержат те же пигменты, что и высшие растения, т. е. хлорофилл и ка­ ротин. Размножение половое и бесполое с образованием

К Chlorophyceae относятся протококковые водорос­ ли, обитающие в основном в пресных водоемах, где они населяют водный слой. Это неподвижные, одноклеточ­ ные или колониальные организмы. В колониях клетки удерживаются иногда общей слизью, иногда за счет сра­ стания целлюлозных оболочек отдельных клеток. Про­ стейшим представителем протококковых является Chlorella vulgaris.

Вольвоксовые зеленые водоросли широко распрост­ ранены в мелких стоячих водоемах, некоторые виды хо­ рошо развиваются в сильно загрязненных местах, на­ пример на полях фильтрации, полях орошения, биофильт­ рах. Растут вольвоксовые и в почве, и в проточных водоемах. К одноклеточным вольвоксовым водорослям от­ носится Clamidomonas. Колонии вольвоксовых образу­ ются из множества отдельных клеток. Например, коло­ ния Volvox aureus имеет вид шара, образованного из 200—300 клеток, каждая из которых имеет два жгути­ ка. Благодаря им шар вольвокса быстро движется в воде.

К многоклеточным зеленым водорослям относятся улотриксовые. Это в основном нитчатые формы, ветвя-

'44

щйеся и неветвящиеся. Клетки нити иногда покрыты об­ щим слизистым чехлом. У молодых водорослей нити ча­ ще всего прикреплены к субстрату, позднее они свобод­ но плавают, образуя тину.

Тип II . Диатомовые водоросли (Diatomeae) пред­ ставляют собой одноклеточные микроскопические орга­ низмы. Некоторые виды образуют колонии в виде нитей, лент, кустиков. Клетки имеют размеры от 4 до 1500 мк-, а колонии иногда достигают нескольких сантиметров:

В клетках диатомовых водорослей обнаруживаются оформленное ядро и хроматофоры. Последние кроме хлорофилла содержат бурые пигменты, поэтому цвет во­ дорослей желтоватый или темно-бурый.

Клетки имеют пектиновую оболочку и панцирь, со­ стоящий из кремнезема. Панцирь является отличитель­ ной особенностью диатомовых водорослей. Он, подобно коробке, состоит из двух створок, вдвинутых одна в дру­ гую. Форма и строение панциря весьма разнообразны у различных видов. При размножении деление происхо­ дит в плоскости шва, образованного створками. .Каждая из дочерних клеток получает только одну створку, но немедленно после деления на свободной поверхности клетки образуется недостающая часть панциря.

Неблагоприятные условия (замерзание, высушива­ ние) диатомеи переносят в форме покоящейся стадии. Переход в эту стадию не сопровождается образованием специальных клеток, наблюдается лишь частичное или полное обезвоживание протоплазмы.

формы. Отличительной особенностью этих водорослей является своеобрааная сине-зеленая окраска, обуслов­ ленная присутствием в их клетках четырех пигментов: зеленого, синего, красного и желтого. В зависимости от количественных соотношений пигментов меняется и ок­ раска водорослей.

(кроме центральной части). Ядерное вещество, так же как у бактерий, находится в диффузном состоянии. Обо­ лочка часто покрыта слоем слизи. В результате слияния слизи отдельных клеток образуются колонии.

45

У нитчатых форм водорослей клетки в пределах од­ ной нити могут быть одинаковыми или разными по вели­ чине и форме. Сверху клетки нити покрыты общим сли­ зистым чехлом. У некоторых видов нити способны вет­ виться. Многие виды сине-зеленых образуют споры, раз­ вивающиеся из одной вегетативной клетки. Споры зна­ чительно крупнее растущих клеток и окружены толстой оболочкой, предохраняющей их от воздействия небла­ гоприятных условий.

Распространены сине-зеленые водоросли буквально повсеместно. Их находят в больших и малых, соленых и пресных водоемах, в почве, на скалах, в пустыне и Арк­ тике. Такое широкое распространение Cyanophyceae свя­ зано прежде всего с их чрезвычайной устойчивостью к действию неблагоприятных условий и удивительной не­ требовательностью к питательным веществам.

Грибы отличаются от водорослей прежде всего от­ сутствием в клетках хлорофилла. Для развития их тре­ буются готовые органические вещества: углеводы, спир­ ты, органические кислоты и т. д.

На очистных сооружениях канализации в основном встречаются плесневые грибы; в водоемах, кроме того, развиваются грибы, паразитирующие в клетках водо­ рослей и других водных растений.

Тело гриба состоит из тонких ветвящихся нитей — гифов. Переплетение гифов образует мицелий гриба. У одноклеточных грибов гифы не имеют перегородок, тогда как мицелий многоклеточных грибов септирован

ным или постоянным местом обитания целого ряда как более простых, так и более высокоорганизованных мик­ роорганизмов.

Ультрамикробы. В группу ультрамикробов входят вирусы и бактериофаги.

Вирусы (от лат. virus — яд) отличаются от других ми­ кроорганизмов отсутствием клеточной структуры. Они не имеют ни ядра, ни оболочки, ни цитоплазмы. Разме­ ры вирусов колеблются от десятых до тысячных долей

46

микрона. Масса вирусной частицы примерно в 1500 раз меньше массы средней бактерии. В состав большинства вирусов входят белок и одна из нуклеиновых кислот.

Вирусы поражают растения, животных и человека. Они способны размножаться только внутри живых кле­ ток, легко переносят высушивание и низкие температу­

просто фагами. Они имеют округлую или многогранную головку и отросток в виде белковой трубочки. Головка окружена белковой оболочкой и содержит Д Н К или РНКПрикрепляясь к клеточной стенке бактерии, фаг как бы просверливает ее, и Д Н К фага через отросток поступает в клетку. Фаговая Д Н К так перестраивает механизм обмена бактерии, что в ней начинают синте-. зироваться частицы фага. Через несколько минут все содержимое клетки превращается в зрелые фаговые ча­ стицы, оболочка бактерии растворяется и фаги выхо­ дят наружу.

Актиномицеты. Клетки актиномицетов (или лучистых грибков) обладают способностью ветвиться. Некоторые виды образуют мицелий, подобный мицелию гриба, и размножаются спорами. Клетки других видов (микобактерии) похожи на искривленные палочки с боковыми выростами, размножаются делением и перешнуровыва­ нием. Актиномицеты обладают признаками и бактерий, и грибов, обитают в воде, почве, на растительных и жи­ вотных остатках. Питаются они углеводами, жирами и жироподобными соединениями, углеводородами и т. д. Многие актиномицеты,- развиваясь в воде, придают ей специфический землистый запах.

Дрожжи. Клетки дрожжей имеют округлую или яйце­ видную форму, средний размер их 10—15 мк. Дрожжи широко распространены в почве, на растениях. Приме­ нение дрожжей в промышленности связано с их способ­ ностью превращать сахар в этиловый спирт и углекис­ лоту. Дрожжи применяются в. хлебопечении, пивоваре­ нии, виноделии, а также в спиртовой промышленности. Соответственно и сточные воды этих производств содер­ жат клетки дрожжей.

Коловратки (Rotatoria)—микроскопические живот­ ные, имеющие по сравнению с Protozoa более сложное

47