C момента изобретения микроскопа микромир привлекает множество людей своей таинственностью и удивительным разнообразием жизни всевозможных форм и размеров.
Это целая вселенная, космос, со своими законами и правилами, где вместо планет бактерии, а в роли звёзд выступают различные одноклеточные и многоклеточные микроорганизмы.
Одним из первых людей в полной мере оценившим красоты микромира был нидерландский учёный и натуралист Антони Ван Левенгук, который не только наблюдал, но и сам проводил эксперименты, конструировал новые модели микроскопов, а также попутно публиковал труды с очень подробными иллюстрациями, которые вызывали огромный интерес в научном сообществе.
Первые микроскопы были безумно дороги, изучать микромир в то время могли позволить себе лишь очень обеспеченные люди.
Заказанные ими в единичном варианте экземпляры, украшались драгоценными камнями и золотом, а футляры для хранения изготавливались из ценных пород дерева и слоновой кости.
Однако со временем технический прогресс сделал микроскопы более дешёвыми и доступными, качество изображения стало лучше, а увеличение больше, теперь можно было не только рассмотреть внешний вид микроскопических объектов, но и увидеть детали их внутреннего строения и процессы, происходящие внутри.
Микроскопы стали применять не только в биологии, но и в медицине, химии и на различных промышленных производствах, в качестве вспомогательного инструмента, например, для поиска различных дефектов на готовых изделиях.
Вершиной научно-технической мысли в области микроскопов на данный момент является сканирующий электронный микроскоп. Это устройство размером со шкаф, позволяет добиться увеличения объекта в сотни тысяч раз.
За счёт использования пучка электронов, а не световой волны, электронный микроскоп позволяет добиться поразительной разрешающей способности и увидеть все, даже мельчайшие детали на поверхности объекта, но к сожалению, имеет и ряд недостатков: не позволяет заглянуть внутрь, распознать цвета и понаблюдать за микроорганизмом вживую.
Поэтому сегодня я предлагаю вам посмотреть кадры с десятью самыми известными и популярными микроорганизмами, снятыми как на световой, так и на электронный микроскоп.
Внимание. Фотографии с электронного микроскопа используемые в этой статье раскрашены с помощью компьютерной графики, для лучшей визуализации и нарядности. В реальности, все исходные изображения были чёрно-белыми.
Инфузория Туфелька
Первый микроорганизм, который мы сегодня рассмотрим - это всем известная ещё со школьного курса биологии – Инфузория Туфелька.
Она часто встречается в природных стоячих водоёмах и лужах, у поверхности и в толще воды.
Её тело окружено мембраной, на поверхности которой аккуратными рядами расположено более десяти тысяч ресничек. Совершая ими волнообразные движения, туфелька может передвигаться в любом доступном ей направлении.
В световой микроскоп через мембрану мы можем также увидеть и клеточные структуры – органоиды: ядро, сократительные вакуоли и гранулы различных веществ.
Фотография с электронного микроскопа не открывает нам каких-то принципиально новых деталей, но позволяет лучше увидеть структуру и расположение её ресничек. А ещё обратите внимание на небольшой провал в центре. Это клеточный рот, через который внутрь инфузории поступает пища и питательные вещества.
Амёба Обыкновенная
Второй микроорганизм, это не менее, а может даже более известная в широких кругах - амёба обыкновенная.
В отличии от инфузории, амёба не имеет постоянной формы тела, поэтому наблюдать за ней намного интереснее. Для передвижения и охоты она использует выросты своего собственного тела – ложноножки.
Добыча поступает внутрь прямо через мембрану, в ходе сложного процесса, который называется фагоцитозом.
Амёбы очень широко распространены в живой природе, их можно встретить в пресных и солёных водоёмах, почве и на поверхности растений.
В световой микроскоп можно увидеть не только внутренности самой амёбы, но и добычу, которую она проглотила и интенсивно переваривает. Обычно в её роли выступают одноклеточные водоросли и другие микроорганизмы.
На фотографии амёбы с электронного микроскопа нам открываются детали того, как на самом деле сложна структура поверхности её тела. Она вовсе не гладкая, а имеет множество борозд, ямок и впячиваний, а ложноножки могут быть настолько тонкими, что различить их в обычный световой микроскоп не получится при всём желании.
Помимо самой амёбы в кадр попали палочковидные бактерии. Благодаря этому можно увидеть разницу в размерах между представителями двух разных царств.
Диатомовые водоросли
Третий микроорганизм менее известен, чем прошлые два, но зато более широко распространен в природе.
Диатомовые водоросли одни из самых многочисленных микроорганизмов на Земле. Они обитают повсюду, их можно встретить даже в замершей луже или снежном покрове.
Эти микроорганизмы имеют прочный панцирь из соединений кремния, который защищает их от хищников и неблагоприятных воздействий. Сам панцирь прозрачный, а под ним располагаются хлоропласты. В этих структурах происходит процесс фотосинтеза, аналогичный тому, что протекает у обычных наземных растений, за счёт чего диатомовые водоросли и обеспечивают себя питательными веществами.
На фотографии с электронного микроскопа можно увидеть, что панцирь диатомей не однороден, а состоит из двух частей, верхней и нижней. А ещё имеет обширную перфорацию по всей своей поверхности.
Через эти отверстия диатомовые водоросли выводят из клетки побочные продукты обмена веществ, а ещё могут выпячивать участки мембраны, отталкиваясь ими от субстрата для передвижения.
Тихоходка
Четвёртый объект для изучения, думаю вам всем хорошо знаком. Это не совсем микроорганизм, а скорее микроскопическое животное, которое имеет нервную систему и даже мозг.
Но тем не менее тихоходки — это полноправные обитатели микромира, которых можно встретить во многих пресных водоёмах. А ещё они очень любят селиться на поверхности мха, коре деревьев и других влажных местах.
Тихоходка имеет четыре пары коротких ног с острыми коготками на конце, которыми она цепляется за поверхность или удерживает добычу.
Тело прозрачное, покровы представлены прочной кутикулой, через которую можно увидеть внутренние органы: пищеварительную, половую и нервную систему.
Снимок с электронного микроскопа закрывает для нас возможность понаблюдать за процессами, происходящими внутри, но зато мы можем лучше рассмотреть защитные покровы тихоходки. Хорошо видно складки кожи и сегменты тела.
Особое внимание стоит также уделить невероятно острым коготкам и ротовому отверстию, которое имеет необычную выступающую форму.
Церациум
Пятый микроорганизм будто прилетел к нам из космоса. Его внешний вид больше напоминает космический корабль, чем объект, получившийся на Земле в результате эволюции.
Церациум относится к группе динофитовых водорослей.
Его тело разделено широкой поперечной бороздой, от которой отходит ещё одна, но уже продольная. Имеется два жгутика, благодаря их слаженной работе микроорганизм может ловко маневрировать, убегать от хищников и находить самые безопасные и освещенные места.
Может питаться как готовыми органическими веществами, поедая других представителей микромира, так и самостоятельно производить их в процессе фотосинтеза, как диатомовые водоросли и высшие растения.
Фото с электронного микроскопа открывает нам несколько новых деталей. Во-первых, мы можем чуть лучше рассмотреть мощный морщинистый панцирь, который защищает Церациума и увидеть борозды и микроскопические отверстия.
Возможно они также, как и у диатомовых водорослей нужны для выведения из клетки токсичных веществ.
Ещё одна скрытая до этого деталь, это структура поперечной борозды, теперь лучше становится понятна форма её краёв и глубина.
Бациллы
Шестой микроорганизм в этой подборке возможно будет не так интересен, как остальные, но не отдать дань представителям этого царства в статье про микромир просто немыслимо.
Бациллы — это обширный род палочковидных бактерий к которому относятся такие знаменитые микроорганизмы как Сенная палочка и возбудитель Сибирской язвы.
Размеры их клетки составляют всего несколько микрометров, поэтому в световой микроскоп можно увидеть лишь форму их тела. К тому же все бактерии имеют прочную клеточную стенку, которая непрозрачна и мешает рассмотреть детали их внутреннего строения.
Электронный микроскоп в этом случае тоже практически бессилен. Клеточная стенка бактерий почти идеально гладкая и сканирование её поверхности не показывает нам каких-то новых деталей.
Грибок Кандида
С представителями трёх царств: растениями, животными и бактериями мы уже познакомились. Осталось ещё одно – грибы.
Среди грибов тоже много микроорганизмов, например, всем известные пекарские дрожжи. Но есть и более интересные варианты для изучения. Например, грибок – кандида.
Эти грибки могут жить не только в дикой природе, но и внутри животных и человека в составе кишечной микрофлоры. При определённых условиях и ослаблении иммунитета могут вызывать различные заболевания.
Клетки Кандиды могут как существовать в виде одиночных округлых дрожжевых структур, так и образовывать вытянутые длинные нити – гифы. Размеры одиночной клетки составляют всего несколько микрометров, что сопоставимо с размерами бактерий, поэтому детали внутреннего устройства в световой микроскоп практически не видны.
Фотография с электронного микроскопа отлично показывает разницу между дрожжевой и нитевидной формой гриба и то, как связаны между собой клетки в грибнице.
Эвглена Зелёная
Думаю, следующий микроорганизм сможет Вас удивить, ведь он, а точнее она, находится буквально на стыке между растениями и животными, имея признаки обоих царств. Речь идёт об Эвглене Зелёной.
Эвглена принадлежит к группе жгутиконосцев. Имеет, удлинённую воронкообразную форму тела. Размеры обычно не превышают двухсот микрометров в длину.
Её можно встретить в пресных и солёных водоёмах у самой поверхности, в местах где вода имеет зеленоватый оттенок.
Тип питания смешанный, что довольно редко встречается в живой природе. В темноте, как и остальные микроорганизмы питается частицами органических веществ, подобно животным.
На свету же эвглена может самостоятельно производить питательные вещества, так же как это делают растения. Внутри её тела располагаются – хлоропласты. В них содержится хлорофилл для получения сахаров путём фотосинтеза.
Электронный микроскоп приоткрывает нам небольшую тайну Эвглены, оказывается поверхность её тела вовсе не такая гладкая как кажется при наблюдении, а имеет длинные, идущие вдоль всего тела бороздки.
Их высота всего несколько десятков нанометров, но разрешающая способность электронного микроскопа позволяет увидеть даже такие мелкие детали.
Инфузории Сувойки
На протяжении всего ролика мы говорили в основном об одиночных микроорганизмах, но ведь в микромире есть и множество колониальных форм. Чтобы исправить эту несправедливость давайте посмотрим на простейших, которые очень любят жить большими группами и образовывать колонии из сотен и даже тысяч особей.
Инфузории Сувойки широко распространены в морских и пресных водоёмах, их можно обнаружить на всех континентах планеты. Как и остальные микроорганизмы предпочитают места со стоячей водой или медленным течением.
Сама инфузория имеет вид маленького колокольчика на тонкой ножке, которую биологи называют стебельком. С его помощью Сувойка прикрепляется к субстрату, в роли которого служат водные растения, камни и коряги.
Форма тела округлая и вытянутая. Передний конец немного расширяется, напоминая воронку. По краю воронки располагаются ряды ресничек, обеспечивающих постоянный приток воды к ротовому отверстию.
Вместе с водой внутрь попадают бактерии и частицы органики, которые и служат пищей для инфузории.
На этом объекте электронный микроскоп раскрывается на полную. На фотографии мы можем рассмотреть клеточный рот инфузории во всех деталях. Отлично видно, что инфузория может не только управлять движениями сотен ресничек, но и втягивать их внутрь своего тела, в моменты, когда не питается.
Ещё одной особенностью, которую мы можем заметить в электронный микроскоп, это поперечные борозды расположенные вдоль всего тела на мембране.
Коловратка
И последний микроорганизм, но не по значению - это коловратка. Их можно встретить почти в любом водоёме планеты. От грязной лужи, до чистейшего горного озера.
Тело коловратки разделено на три отдела: голову, туловище и ногу. На голове имеется сложная структура из большого количества ресничек, расположенных в несколько рядов. Это коловращательный аппарат.
Синхронные движения ресничек создают потоки воды, которые подхватывают пищевые частицы и мелких микроорганизмов и направляют их прямо в рот голодной коловратки.
Коловратка на снимках с электронного микроскопа выглядит настоящим монстром. Хорошо видно огромное количество ресничек составляющих ротовой аппарат и острые шипы на нижнем конце тела, с помощью которых коловратка прикрепляется к субстрату и защищается от нападения хищников.
Спасибо за внимание друзья, подписывайтесь на канал и оставляйте комментарии, каких микроорганизмов Вы бы хотели увидеть в следующих видео.
До скорых встреч.
Другие соц.сети проекта:
Ютуб
Вконтакте
