Tento článek seznámí čtenáře se stavbou nejjednodušších organismů, konkrétně se zaměřuje na stavbu kontraktilní vakuoly, která plní vylučovací (nejen) funkci, hovoří o významu prvoků a popisuje způsoby jejich existence v prostředí.
Kontraktilní vakuola. Koncept
Vakuola (z francouzského vakuola, z latinského slova vacuus - prázdný), kulovité malé dutiny v rostlinných a živočišných buňkách nebo jednobuněčných organismech. Kontraktilní vakuoly jsou primárně běžné u nejjednodušších organismů, které žijí ve sladké vodě, například u protistů, jako je améba proteus a střevíčník brvitý, které dostaly takové původní jméno kvůli tvaru těla, podobnému tvaru podrážka boty. Kromě prvoků uvedených výše byly identické struktury nalezeny také v buňkách různých sladkovodních hub, které patří do čeledi Badyagaceae.
Struktura kontraktilní vakuoly. Funkce
Kontraktilní vakuola je membránový organoid, který vypuzuje přebytečnou tekutinu z cytoplazmy. Lokalizace a struktura tohoto aparátu se u různých mikroorganismů liší. Z komplexu vezikulárních nebo tubulárních vakuol nazývaných spongia se tekutina dostává do kontraktilní vakuoly. Díky neustálé práci tohoto systému je udržován stabilní objem buňky. Prvoci mají kontraktilní vakuoly, což jsou aparáty, které regulují osmotický tlak a slouží také k vylučování produktů rozpadu z těla. Tělo prvoků se skládá pouze z jedné buňky, která zase plní všechny potřebné životní funkce. Zástupci této podříše, jako střevíček brvitý, améba a další jednobuněčné organismy, mají všechny vlastnosti nezávislého organismu.
Role prvoků
Buňka vykonává všechny životně důležité funkce: vylučování, dýchání, podrážděnost, pohyb, reprodukci, metabolismus. Nejjednodušší jsou všudypřítomné. Největší počet druhů žije v mořských a sladkých vodách, mnohé obývají vlhkou půdu, mohou infikovat rostliny, žijí v tělech mnohobuněčných živočichů i lidí. Prvoci plní v přírodě sanitární roli, účastní se také koloběhu látek, jsou potravou pro mnoho živočichů.
Kontraktilní vakuola u améby obecné
Améba obyčejná - zástupce třídy oddenků,nemá na rozdíl od ostatních zástupců stálý tvar těla. Pohyb se provádí pomocí pseudopodů. Nyní pojďme zjistit, jakou funkci plní kontraktilní vakuola v amébě. Jde o regulaci hladiny osmotického tlaku uvnitř její buňky. Může se tvořit v amébě proteus v jakékoli části buňky. Přes vnější membránu osmoticky vstupuje voda z prostředí. Koncentrace rozpuštěných látek v buňce améby je vyšší než v prostředí. Tak vzniká tlakový rozdíl uvnitř buňky nejjednoduššího a mimo něj. Funkce kontraktilní vakuoly u améby jsou jakýmsi čerpacím aparátem, který odvádí přebytečnou vodu z buňky jednoduchého organismu. Améba Proteus může uvolňovat nahromaděnou tekutinu do prostředí v jakékoli části povrchu těla.
Tato funkce kontraktilní vakuoly je přijatelná pro nejjednodušší organismy žijící ve sladké vodě. U parazitických a mořských forem, které žijí v prostředí, kde je osmotický tlak vyšší než ve sladké vodě, se tyto primitivní aparáty stahují velmi zřídka nebo většinou chybí. Kolem kontraktilní vakuoly u většiny prvoků jsou koncentrovány mitochondrie, které dodávají energii k provádění osmotické práce.
Kromě osmoregulace plní v životě funkci dýchání, protože v důsledku osmózy dodává voda v ní rozpuštěný kyslík. Jakou další funkci plní kontraktilní vakuola? Plní také vylučovací funkci, totiž spolu s vodou se do ní vylučují metabolické produktyjejich prostředí.
Dýchání, vylučování, osmoregulace u nálevníků
Tělo prvoků je pokryto hustou schránkou, která má konstantní tvar. Živí se jak bakteriemi, tak řasami, včetně některých prvoků. Organismus nálevníků má složitější strukturu než améba. V buňce boty jsou vpředu a vzadu umístěny dvě kontraktilní vakuoly. V tomto zařízení je rozlišitelný zásobník a několik malých tubulů. Kontraktilní vakuoly jsou díky této struktuře (z mikrotubulů) neustále na stálém místě v buňce.
Hlavní funkcí kontraktilní vakuoly v životě tohoto zástupce prvoků je osmoregulace, dále odvádí z buňky přebytečnou vodu, která se do buňky dostává díky osmóze. Nejprve přední kanály nabobtnají, poté je voda z nich čerpána do speciální nádrže. Nádrž je zmenšena, oddělena od předních kanálů, voda je vypouštěna póry. V ciliátové buňce jsou dvě kontraktilní vakuoly, které naopak působí v protifázi. Díky provozu dvou takových zařízení je zajištěn nepřetržitý proces. Voda navíc nepřetržitě cirkuluje díky aktivitě kontraktilních vakuol. Stahují se jedna po druhé a frekvence kontrakcí závisí na okolní teplotě.
Při pokojové teplotě (+18 - +20 stupňů Celsia) je tedy frekvence kontrakcí vakuol podle některých zdrojů 10-15 sekund. A vzhledem k tomu přirozenému prostředíboty jsou jakékoli sladkovodní nádrže se stojatou vodou a přítomností rozkládajících se organických látek v ní, teplota tohoto prostředí se mění o několik stupňů v závislosti na ročním období, a proto může frekvence kontrakcí dosáhnout 20-25 sekund. Za hodinu je kontraktilní vakuola nejjednoduššího organismu schopna vyvrhnout vodu z buňky v množství. úměrné jeho velikosti. Akumulují živiny, nestrávené zbytky potravy, metabolické konečné produkty a lze také detekovat kyslík a dusík.
Čištění odpadních vod tím nejjednodušším
Vliv prvoků na koloběh látek v přírodě má velký význam. V nádržích se díky sestupu odpadních vod ve velkém množí bakterie. V důsledku toho se objevují různé jednoduché organismy, které tyto bakterie využívají jako potravu a přispívají tak k přirozenému čištění vodních ploch.
Závěr
Navzdory jednoduché stavbě těchto jednobuněčných organismů, jejichž tělo se skládá z jedné buňky, ale plní funkce celého organismu, překvapivě přizpůsobeného prostředí. To lze pozorovat i na příkladu struktury kontraktilní vakuoly. K dnešnímu dni byl již prokázán obrovský význam prvoků v přírodě a jejich účast v koloběhu látek.
