Tento článok zoznámi čitateľa so stavbou najjednoduchších organizmov, konkrétne sa zameriava na stavbu kontraktilnej vakuoly, ktorá plní vylučovaciu (nielen) funkciu, hovorí o význame prvokov a popisuje spôsoby ich existencie v životnom prostredí.
Kontraktilná vakuola. Koncept
Vacuola (z franc. vacuole, z latinského slova vacuus - prázdny), guľovité malé dutiny v rastlinných a živočíšnych bunkách alebo jednobunkových organizmoch. Kontraktilné vakuoly sú primárne bežné medzi najjednoduchšími organizmami, ktoré žijú v sladkej vode, napríklad medzi protistami, ako je améba proteus a nálevník, ktorý dostal taký pôvodný názov kvôli tvaru tela, podobnému tvaru podošva topánky. Okrem prvokov uvedených vyššie boli identické štruktúry nájdené aj v bunkách rôznych sladkovodných húb, ktoré patria do čeľade Badyagaceae.
Štruktúra kontraktilnej vakuoly. Vlastnosti
Kontraktilná vakuola je membránový organoid, ktorý vytláča prebytočnú tekutinu z cytoplazmy. Lokalizácia a štruktúra tohto aparátu sa u rôznych mikroorganizmov líši. Z komplexu vezikulárnych alebo tubulárnych vakuol nazývaných spongia sa tekutina dostáva do kontraktilnej vakuoly. Vďaka neustálej práci tohto systému sa udržiava stabilný objem bunky. Prvoky majú kontraktilné vakuoly, čo sú aparáty, ktoré regulujú osmotický tlak a slúžia aj na vylučovanie produktov rozpadu z tela. Telo prvokov pozostáva iba z jednej bunky, ktorá zase vykonáva všetky potrebné životné funkcie. Zástupcovia tohto podkráľovstva, ako napríklad papučka brvitá, améba a iné jednobunkové organizmy, majú všetky vlastnosti samostatného organizmu.
Úloha prvokov
Bunka vykonáva všetky životne dôležité funkcie: vylučovanie, dýchanie, podráždenosť, pohyb, rozmnožovanie, metabolizmus. Najjednoduchšie sú všadeprítomné. Najväčší počet druhov žije v morských a sladkých vodách, mnohé obývajú vlhkú pôdu, môžu infikovať rastliny, žijú v telách mnohobunkových živočíchov a ľudí. V prírode prvoky plnia sanitárnu úlohu, zúčastňujú sa aj kolobehu látok, sú potravou pre mnohé živočíchy.
Kontraktilná vakuola v amébe obyčajnej
Améba obyčajná - zástupca triedy rizómov,nemá na rozdiel od iných predstaviteľov stály tvar tela. Pohyb sa vykonáva pomocou pseudopodov. Teraz poďme zistiť, akú funkciu plní kontraktilná vakuola v amébe. Ide o reguláciu hladiny osmotického tlaku vo vnútri jej bunky. Môže sa tvoriť v amébe proteus v ktorejkoľvek časti bunky. Cez vonkajšiu membránu osmoticky vstupuje voda z prostredia. Koncentrácia rozpustených látok v bunke améby je vyššia ako v prostredí. Tak vzniká tlakový rozdiel vo vnútri bunky najjednoduchšieho a mimo neho. Funkcie kontraktilnej vakuoly v amébe sú akýmsi čerpacím zariadením, ktoré odstraňuje prebytočnú vodu z bunky jednoduchého organizmu. Améba Proteus môže uvoľňovať nahromadenú tekutinu do prostredia v ktorejkoľvek časti povrchu tela.
Táto funkcia kontraktilnej vakuoly je prijateľná pre najjednoduchšie organizmy žijúce v sladkej vode. U parazitických a morských foriem, ktoré žijú v prostredí, kde je osmotický tlak vyšší ako v sladkej vode, sa tieto primitívne aparáty sťahujú len veľmi zriedkavo alebo väčšinou chýbajú. Okolo kontraktilnej vakuoly v organizmoch väčšiny prvokov sa sústreďujú mitochondrie, ktoré dodávajú energiu na vykonávanie osmotickej práce.
Okrem osmoregulačnej plní v živote aj funkciu dýchania, keďže v dôsledku osmózy prichádzajúca voda dodáva kyslík rozpustený v nej. Akú ďalšiu funkciu plní kontraktilná vakuola? Plní aj vylučovaciu funkciu, teda spolu s vodou sa do nej vylučujú produkty látkovej premenyich prostredie.
Dýchanie, vylučovanie, osmoregulácia u nálevníkov
Telo prvokov je pokryté hustou schránkou, ktorá má stály tvar. Živí sa baktériami aj riasami, vrátane niektorých prvokov. Organizmus nálevníkov má zložitejšiu štruktúru ako organizmus améby. V topánkovej bunke sú vpredu a vzadu umiestnené dve kontraktilné vakuoly. V tomto zariadení je možné rozlíšiť zásobník a niekoľko malých tubulov. Kontraktilné vakuoly sú vďaka tejto štruktúre (z mikrotubulov) neustále na trvalom mieste v bunke.
Hlavnou funkciou kontraktilnej vakuoly v živote tohto zástupcu prvokov je osmoregulácia, odoberá z bunky aj prebytočnú vodu, ktorá sa do bunky dostáva osmózou. Po prvé, vedúce kanály napučiavajú, potom sa voda z nich čerpá do špeciálnej nádrže. Nádrž je zmenšená, oddelená od vedúcich kanálov, voda je vyvrhovaná cez póry. V ciliatickej bunke sú dve kontraktilné vakuoly, ktoré naopak pôsobia v protifáze. Vďaka prevádzke dvoch takýchto zariadení je zabezpečený nepretržitý proces. Okrem toho voda nepretržite cirkuluje v dôsledku aktivity kontraktilných vakuol. Sťahujú sa jedna po druhej a frekvencia kontrakcií závisí od okolitej teploty.
Pri izbovej teplote (+18 - +20 stupňov Celzia) je teda frekvencia kontrakcií vakuol podľa niektorých zdrojov 10-15 sekúnd. A vzhľadom na to prirodzené prostredietopánky sú akékoľvek sladkovodné nádrže so stojatou vodou a prítomnosťou rozkladajúcich sa organických látok v nej, teplota tohto prostredia sa mení o niekoľko stupňov v závislosti od ročného obdobia, a preto frekvencia kontrakcií môže dosiahnuť 20-25 sekúnd. Za hodinu je kontraktilná vakuola najjednoduchšieho organizmu schopná vyhodiť vodu z bunky v množstve. primerané jeho veľkosti. Akumulujú živiny, nestrávené zvyšky jedla, metabolické konečné produkty a možno tiež zistiť kyslík a dusík.
Čistenie odpadových vôd tým najjednoduchším
Veľký význam má vplyv prvokov na kolobeh látok v prírode. V nádržiach sa v dôsledku klesania odpadových vôd vo veľkom množia baktérie. V dôsledku toho vznikajú rôzne jednoduché organizmy, ktoré tieto baktérie využívajú ako potravu a prispievajú tak k prirodzenému čisteniu vodných plôch.
Záver
Napriek jednoduchej stavbe týchto jednobunkových organizmov, ktorých telo pozostáva z jednej bunky, no plní funkcie celého organizmu, prekvapivo prispôsobeného prostrediu. Dá sa to pozorovať aj na príklade štruktúry kontraktilnej vakuoly. Dodnes je už dokázaný obrovský význam prvokov v prírode a ich účasť v kolobehu látok.
