Sự di chuyển của động vật nguyên sinh. Động vật nguyên sinh có thể di chuyển bằng

Ảnh hiển vi điện tử cho thấy lông mao và roi có đặc điểm giống nhau cơ cấu nội bộ. Cilia đơn giản là một phiên bản rút gọn của Flagella, và không giống như Flagella, chúng thường được tìm thấy theo nhóm hơn là đơn lẻ. Mặt cắt ngang cho thấy các bào quan khác bao gồm hai sợi trung tâm được bao quanh bởi chín sợi ngoại vi (Hình 17.31) - cái gọi là cấu trúc "9 + 2". Bó sợi này - sợi trục - được bao quanh bởi một màng, là sự tiếp nối của màng sinh chất.

Cơm. 17.31. Cấu trúc của lông mao hoặc roi. A. Bố trí các ống và các bộ phận liên quan (nhìn từ bên). B. Mặt cắt ngang. Mỗi ống đôi bao gồm các vi ống A và B. A - một vi ống có một cặp quá trình (“tay cầm”). Xin lưu ý rằng trong mặt cắt ngang A, ống có dạng hình trụ rỗng và một phần thành của nó trở nên chung cho cả hai ống của ống đôi. Dọc theo toàn bộ chiều dài của ống, các “nan hoa” kéo dài theo những khoảng nhất định, nối các ống đôi với “vỏ trục” bao quanh các ống trung tâm. B. Vi ống đôi mở rộng

Tất cả các sợi ngoại vi đều được cấu tạo từ protein tubulin và bao gồm các vi ống A và B. Mỗi vi ống A mang một cặp “tay cầm” được hình thành bởi một protein khác - dynein, có khả năng thủy phân ATP, tức là hoạt động như một ATPase. Các sợi trung tâm được nối với các vi ống A của các sợi ngoại vi bằng các thanh ngang xuyên tâm.

Tại thời điểm gắn vào tế bào, lông mao hoặc roi kết thúc cơ thể cơ bản, có cấu trúc gần giống với sợi trục (có cấu trúc 9 + 0) và là một dẫn xuất của ly tâm. Nó khác với ly tâm chỉ ở chỗ đáy của nó có một cấu trúc phức tạp gọi là "bánh xe nan hoa". Người ta tin rằng cơ thể cơ bản trong quá trình hình thành lông mao và tiên mao đóng vai trò là ma trận để tập hợp các vi ống. Thông thường, các sợi kéo dài từ phần đáy vào tế bào chất, cố định nó ở một vị trí nhất định. Nhưng mặc dù lông mao và tiên mao có cùng sơ đồ cấu trúc nhưng cách chúng hoạt động lại khác nhau rõ rệt.

Lông roi thực hiện các chuyển động đối xứng, mỗi chuyển động khoảnh khắc này Một số sóng liên tiếp truyền qua nó (Hình 17.32). Sự đập của roi có thể xảy ra trên một mặt phẳng, nhưng (ít thường xuyên hơn) nó cũng có thể có dạng xoắn ốc, dẫn đến sinh vật quay quanh trục dọc của nó đồng thời di chuyển về phía trước theo một quỹ đạo xoắn ốc (Hình 17.33). Ở một số loài trùng roi, roi nằm ở đầu trước của cơ thể và có khả năng kéo con vật theo nó. Tiên mao loại này thường có hình chiếu bên nhỏ - u vú, làm tăng hiệu quả của phương pháp vận động này. Thông thường, roi nằm ở đầu sau của tế bào (chẳng hạn như ở tinh trùng) và đẩy nó về phía trước. Trong bộ lễ phục. 17.34 tóm tắt thông tin về các loại chuyển động được thực hiện với sự trợ giúp của roi.

Nhịp đập của lông mao không đối xứng (Hình 17.32); sau một cú tấn công nhanh chóng và mạnh mẽ của một chiếc lông mao thẳng, nó uốn cong và từ từ trở lại vị trí ban đầu. Khi một số lượng lớn lông mao tích tụ, cần có một số cơ chế để phối hợp hoạt động của chúng. Trong ớt tham số những chức năng này thường được quy cho người hâm mộ thần kinh- các sợi nối các cơ thể cơ bản. Thông thường nhịp đập của lông mao được đồng bộ hóa, do đó các sóng hoạt động của chúng chạy dọc cơ thể theo một hướng cụ thể. Nó được gọi là nhịp điệu đa thời gian.

Đã có nhiều tranh luận về cơ chế di chuyển của lông mao hoặc roi. Đánh giá theo dữ liệu mới nhất, cơ chế này về cơ bản rất gần với sự tương tác của Actin và myosin trong quá trình co cơ. Người ta tin rằng sự uốn cong của roi có liên quan đến sự gắn kết của hai quá trình dynein của vi ống A với các vi ống B liền kề trong các sợi ngoại vi. Trong trường hợp này, quá trình thủy phân ATP xảy ra và các vi ống A và B trượt lên nhau, làm cho roi chuyển động. Rõ ràng, năm sợi ngoại vi ở một bên bắt đầu uốn cong ban đầu, và bốn sợi còn lại ở phía bên kia tham gia sau đó, dẫn đến chuyển động quay trở lại của cột cờ (Hình 17.35). Các thanh ngang xuyên tâm, ngăn ngừa trượt, giảm thiểu sự uốn cong cục bộ của lá cờ. Có thể các sợi cơ trung tâm truyền tín hiệu để bắt đầu trượt từ phần thân cơ bản dọc theo toàn bộ chiều dài của lông mao hoặc roi. Người ta đã chứng minh rằng lông mao chỉ có thể hoạt động khi có sự có mặt của ion Mg 2+ và hướng đập được xác định bởi nồng độ Ca 2+ bên trong tế bào. Điều thú vị là phản ứng né tránh ở Paramecia được kiểm soát theo cách sau: khi lông mao gặp chướng ngại vật, hướng nhịp đập của lông mao sẽ bị đảo ngược và sau đó nó tiếp tục di chuyển về phía trước. Sự thay đổi này được kích thích bởi sự xâm nhập đột ngột của ion Ca 2+ vào tế bào do tăng tính thấm đối với các ion này.

Ở các sinh vật nhân chuẩn nhỏ, lông mao hoặc roi được sử dụng rộng rãi để vận động trong nước, đẩy cơ thể qua chất lỏng nhớt xung quanh. Phương pháp vận động này chỉ có thể hiệu quả ở những kích thước cơ thể rất nhỏ, khi tỷ lệ bề mặt trên thể tích lớn hơn nhiều so với ở động vật lớn. Về sau, sức mạnh do lông mao tạo ra sẽ không đủ. Tuy nhiên, lông mao thường được tìm thấy bên trong cơ thể của các sinh vật đa bào, nơi chúng thực hiện một số chức năng quan trọng. Chúng có thể đẩy chất lỏng qua các ống dẫn, như xảy ra trong metanephridia của giun đốt khi loại bỏ chất thải trao đổi chất. Với sự giúp đỡ của lông mao, trứng di chuyển trong ống dẫn trứng của động vật có vú và Vật liệu khác nhau Qua bề mặt bên trong các cơ quan, chẳng hạn như chất nhầy trong đường hô hấp, nơi hoạt động của lông mao cho phép bạn loại bỏ các hạt bụi và "rác" khác. Cilia cũng có thể tạo ra một dòng chất lỏng bên ngoài mà từ đó một số sinh vật, bao gồm cả Paramecium, lọc các hạt thức ăn (thường sử dụng các loại lông mao khác).

(Protista) là sinh vật nhân chuẩn, cơ thể được đại diện về mặt hình thái bởi một tế bào, nhưng về mặt chức năng tương ứng với toàn bộ sinh vật. Nói cách khác, đây là những sinh vật ở cấp độ tổ chức tế bào.

Ở bên ngoài, tế bào nguyên sinh được phân định từ môi trường màng tế bào chất có cấu trúc điển hình. Trên màng có một lớp được hình thành từ mucopolysaccharides - glycocalyx. Lớp này được liên kết với hệ thống thụ thể màng. Ở động vật nguyên sinh có nguồn gốc thực vật, thành tế bào bằng cellulose hoặc các polysaccharide khác được hình thành bên ngoài màng. Việc duy trì hình dạng cơ thể ổn định được tạo điều kiện thuận lợi nhờ lớp màng - một lớp tế bào chất liền kề với màng được cấu trúc theo một cách nhất định. Nếu không có vỏ hoặc hạt thì hình dạng cơ thể của động vật nguyên sinh có thể thay đổi. Cơ thể của động vật nguyên sinh có thể được bao bọc trong một lớp vỏ hoặc vỏ - bộ xương ngoài. Hình dạng và chất liệu làm vỏ rất khác nhau. Chúng có thể hoàn toàn hữu cơ (pseudochitin), từ canxi cacbonat, silicon dioxide, strontium sulfate. Một số động vật nguyên sinh có bộ xương khoáng chất hoặc hữu cơ bên trong (cá đuối, hướng dương).

Tế bào chất của tế bào được chia thành hai lớp: lớp ngoài - ngoại chất - và lớp trong - nội chất. Ectoplasm trong suốt và dày đặc, trong khi nội chất có dạng hạt, lỏng hơn và chứa nhiều thể vùi và bào quan tế bào. Ranh giới giữa các lớp này là có điều kiện.

Tế bào chứa một tập hợp các bào quan đặc trưng của tế bào nhân chuẩn. Cái này mạng lưới nội chất, Phức hợp Golgi, ty thể, lạp thể, các không bào khác nhau. Các vi chất nằm trong tế bào chất đảm bảo sự vận động của tế bào, sự co rút của cơ thể, v.v. Các vi ống hoạt động như một bộ khung tế bào: chúng là một phần của hạt và tham gia vào quá trình hình thành Phần miệng, hoạt động như “đường ray” khi vận chuyển các cấu trúc tế bào nhất định bên trong tế bào. Cấu trúc của roi và lông mao dựa trên các vi ống được sắp xếp theo một trật tự nhất định. Bên ngoài, roi và lông mao được bao phủ bởi màng tế bào chất và trong tế bào chất chúng liên kết với cơ thể cơ bản. Các bào quan vận động và thu giữ thức ăn ở động vật nguyên sinh là các chân giả (psepododes), tiên mao và lông mao.

Không bào co bóp (dao động) thuộc về cấu trúc màng của tế bào. Chức năng chính của không bào co bóp là điều chỉnh áp suất thẩm thấu. bạn các loại khác nhauỞ cơ thể sinh vật, số lượng không bào dao động từ 1 đến 20.

Ở động vật nguyên sinh dị dưỡng và hỗn hợp, không bào tiêu hóa được hình thành trong quá trình thực bào hoặc pinocytosis. Thực bào và pinocytosis là 2 dạng nội bào, sự khác biệt giữa chúng chỉ nằm ở kích thước của các hạt bị bắt. Trong quá trình thực bào, các hạt thức ăn lớn (vi khuẩn, tảo đơn bào, v.v.) được thu giữ bằng chân giả. Trong quá trình pinocytosis, các hạt nhỏ độc quyền sẽ bị giữ lại hoặc hòa tan trong chất hữu cơ. Thức ăn chưa tiêu hóa hết sẽ thải ra môi trường bên ngoài (đại tiện).

Extrusome nằm ở lớp trên của tế bào chất của một số động vật nguyên sinh. Đây là những bào quan được bao quanh bởi một màng và có khả năng trục xuất nội dung của chúng ra khỏi tế bào khi bị kích thích. Một ví dụ về extrusome là trichocyst.

Giống như tất cả các sinh vật nhân chuẩn, động vật nguyên sinh có nhân. Một tế bào có thể có một nhân và nhân là đơn bội (Chlamydomonas) hoặc lưỡng bội (). Ở những sinh vật nguyên sinh lớn, một tế bào có thể chứa nhiều nhân, với tất cả các nhân có cùng bộ bội thể. Đối với động vật nguyên sinh, đã ghi nhận hiện tượng nhị nguyên hạt nhân (foraminifera, ciliates): trong một tế bào có ít nhất 2 nhân nhưng có độ bội thể khác nhau. Nhân nhỏ hay thế hệ là lưỡng bội, nhân lớn hay sinh dưỡng là đa bội. Ở động vật nguyên sinh, các loại quá trình phân bào khác nhau đã được biết đến.

Động vật nguyên sinh có thể sinh sản cả vô tính và hữu tính. Sinh sản vô tính tiến hành bằng hình thức mopotomy (chia một tế bào thành hai với sự phát triển tiếp theo của chúng) hoặc bằng hình thức palintomy (phân chia nhiều lần mà không phát triển tế bào tiếp theo). Quá trình sinh dục cũng xảy ra theo hai loại: giao hợp - sự hợp nhất của giao tử - và liên hợp. Có sự giao hợp đẳng giao và giao hợp dị giao. Biểu hiện cực đoan của dị thường vợ chồng là quá trình tình dục có trứng. Loại quá trình tình dục thứ hai - liên hợp - là sự trao đổi vật chất di truyền giữa hai cá thể.

Động vật nguyên sinh dễ cáu kỉnh. Tác động của các yếu tố môi trường bên ngoài chúng nhận thức với sự trợ giúp của các cơ quan thụ cảm nằm trong màng hoặc với sự trợ giúp của một số cơ quan - mắt nhạy cảm với ánh sáng. Phản ứng với sự kích thích thường là chuyển động - taxi. Nếu cơ thể di chuyển về phía yếu tố hoạt động thì đây là taxi dương, còn nếu theo hướng ngược lại thì đây là taxi âm. Động vật nguyên sinh phản ứng với ánh sáng, hóa chất, áp lực cơ học, v.v.

Động vật nguyên sinh có khả năng đóng kén - tạo thành lớp vỏ bảo vệ dày đặc xung quanh cơ thể. Trong trạng thái u nang có một trải nghiệm điều kiện bất lợi môi trường và định cư.

Hệ thống động vật nguyên sinh gây ra nhiều tranh cãi và hầu như không có phiên bản nào được chấp nhận cuối cùng.

Khả năng di chuyển của nhiều sinh vật nguyên sinh được đảm bảo nhờ sự hiện diện của vi khuẩn roi hoặc lông mao. Cả hai đều được cấu trúc theo cùng một cách. Tiên mao ở cả động vật nguyên sinh và tế bào roi hoặc tế bào có lông của động vật và thực vật đa bào luôn chỉ là một phần của hệ thống vận động của tế bào, bao gồm kinetosome (hoặc centriole), roi (hoặc undulipodium) và các quá trình rễ của kinetosome (hoặc dẫn xuất của nó). Ngoài sự chuyển động trong cột nước, tiên mao và lông mao còn được sử dụng để gắn tạm thời hoặc lâu dài vào chất nền hoặc để tạo ra dòng thức ăn trong nước khi ăn các hạt lơ lửng.

roi- Đây là sự phát triển hình ống của bề mặt tế bào, được bao bọc bởi một lớp màng có tác dụng nối tiếp lớp màng bao phủ toàn bộ tế bào. Nó chứa một bó sợi protein, được gọi là sợi trục. Sợi trục hoặc sợi trục là một sự hình thành vi ống bao gồm hai vi ống trung tâm được bao quanh bởi một vòng gồm chín cặp (cặp đôi) vi ống bao gồm các sợi con liên kết chặt chẽ với nhau. Cấu trúc tinh tế Tiên mao của tất cả các sinh vật nhân chuẩn đều có những đặc điểm chính giống nhau một cách đáng ngạc nhiên.

Yếu tố quan trọng nhất Hệ thống tiên mao đóng vai trò là thể cơ bản hay kinetosome. Đây là một hình trụ, các bức tường của nó được hình thành bởi chín nhóm vi ống, hợp nhất thành nhóm ba (bộ ba). Thông thường, một tế bào chứa hai kinetosome nằm ở các góc vuông với nhau. Một hoặc hai roi kéo dài từ chúng. Kinetosome không tự trôi nổi trong tế bào chất vì nó được bảo vệ bởi hệ thống rễ.

Biểu diễn hiện đại về hệ thống Protista phần lớn dựa trên cấu trúc của roi và các dẫn xuất của nó. Sự phân bố rộng rãi của roi và lông mao giữa chúng giúp có thể so sánh hầu hết tất cả các đơn vị phân loại với nhau, đồng thời cũng cho phép sử dụng các ký tự bổ sung của bộ máy roi, số lượng đã lên tới 100, trong hệ thống và phát sinh chủng loại. Nhiều đặc điểm cấu trúc của các loài roi, bao gồm cả hình dạng cơ thể, được xác định bởi sự hiện diện của hệ thống độc đáo này.

Số lượng roi, chiều dài tương đối và tuyệt đối, vị trí và phương pháp bám của roi, tính chất di chuyển, hướng di chuyển của chúng rất đa dạng về các nhóm khác nhau, nhưng không đổi trong từng nhóm sinh vật liên quan.

Thường có 4 hình thái của roi.

Isokont có từ 2 đến 8 roi có chiều dài bằng nhau, hướng về một hướng, kiểu đập giống nhau. Chúng bao gồm hầu hết các tế bào di động của tảo xanh.

Anisokont có 2 roi dài không bằng nhau, hướng về một hướng, khác nhau về cách đập. Những roi như vậy là đặc trưng của những roi không màu.

bạn dị tính có 2 roi có chiều dài không bằng nhau (một hướng về phía trước, một hướng về phía sau), khác nhau về cách đập. Chúng là đặc trưng của các tế bào tảo di động, được gọi là nấm động bào tử và các loài trùng roi không màu.

Stefanokonty có một tràng roi ở đầu trước của tế bào. Đây là đặc điểm điển hình của giao tử đa roi và động bào tử của một số loại tảo xanh.

Các dạng uniflagellate thường không được phân loại thành một nhóm riêng biệt. Nhiều người trong số họ được coi là những cá thể bị mất roi lần thứ hai, vì đại đa số đều có một kinetosome gắn roi khác.

Chức năng chính của roi là chuyển động. Trong hoạt động tích cực của roi, nguyên tắc điều khiển là các vi ống ngoại vi và tay cầm của chúng, có hoạt động ATPase. Các vi ống trung tâm có vai trò hỗ trợ. Các hình thức chuyển động của roi khác nhau, nhưng thông thường đó là chuyển động xoắn ốc, cho phép roi “xoay” vào nước, thực hiện tốc độ lên tới 40 vòng mỗi giây. Ở các sinh vật nguyên sinh lông mao và nhiều roi, sự chuyển động của lông mao được tổ chức theo loại sóng siêu thời gian. Flagella và lông mao thường được sử dụng để cung cấp dinh dưỡng. Trong số các loài roi, có những loài dành phần lớn thời gian vòng đờiở trạng thái đính kèm. Trong giai đoạn này, roi mất đi chức năng vận động thông thường và biến thành một cơ quan đính kèm, cuống hoặc cuống. Một chức năng khác của roi là với các chuyển động của nó, nó làm sạch bề mặt cơ thể khỏi các hạt nhỏ lạ bám vào nó.

Bào quan nội chất

Nội chất của sinh vật nguyên sinh chứa một hoặc nhiều nhân, cũng như tất cả các bào quan và cấu trúc đặc trưng của tế bào nhân chuẩn: ER, ribosome, bộ máy Golgi, ty thể, peroxisome, hydroosome, lạp thể (ở sinh vật nguyên sinh tự dưỡng), lysosome, không bào tiêu hóa. Một số sinh vật nguyên sinh cũng có các bào quan đặc trưng cho chúng.

Extrusome. Các bào quan này là các không bào đặc biệt được bao quanh bởi một màng, ở các thể đùn trưởng thành thường tiếp xúc với plasmalemma. Để đối phó với các kích thích bên ngoài khác nhau (cơ học, hóa học, điện, v.v.), họ sẽ vứt bỏ những thứ bên trong. Về cấu trúc, chúng là mucopolysaccharides (hợp chất phức tạp của carbohydrate và protein). Được biết đến 10 các loại khác nhau phun ra. Một số chứa chất độc hại có thể làm nạn nhân bất động và tử vong (động vật nguyên sinh và các sinh vật nhỏ khác). Những người khác làm chức năng bảo vệ hoặc tạo điều kiện thuận lợi cho việc di chuyển bằng cách tiết ra chất nhầy.

Plastid. Plastid có mặt trong các sinh vật nguyên sinh quang dưỡng và các sinh vật nguyên sinh có liên quan và được đại diện bởi lục lạp và bạch cầu. Các sắc tố chính của lục lạp là diệp lục. Các nhóm sinh vật nguyên sinh quang dưỡng khác nhau được đặc trưng bởi một số bộ diệp lục nhất định. Trong số các sắc tố thứ cấp trong tảo, có carotenes và xanthophylls, ở nồng độ cao có thể che đi chất diệp lục màu xanh lá cây và tạo cho lục lạp nhiều màu sắc khác nhau từ xanh vàng đến nâu đỏ.

Bộ máy Golgi đã được tìm thấy ở hầu hết các loài sinh vật nguyên sinh được nghiên cứu. Thông thường, bộ máy Golgi nằm liền kề với nhân và được biểu thị bằng một hoặc nhiều chồng bể chứa phẳng (dictyosome) được bao quanh bởi các túi nhỏ. Tuy nhiên, ở một số sinh vật nguyên sinh, bộ máy Golgi được hình thành bởi các bể chứa nước đơn lẻ. Sự vắng mặt của dictyosome thường được hiểu là một đặc điểm nguyên thủy. Tuy nhiên, sự vắng mặt của dictyosome ở sinh vật nguyên sinh hiện đại không thể chỉ ra rõ ràng tính nguyên thủy của chúng, vì sự hình thành và phân tách của dictyosome phần lớn phụ thuộc vào tác động bên ngoài lên tế bào (ví dụ, sự giảm nồng độ oxy trong môi trường) hoặc vào những thay đổi sinh lý ở sinh vật nguyên sinh. chính nó (sự chuyển đổi sang trạng thái đóng nang).

Lysosome và các bào quan và thể vùi khác. Trong tế bào của sinh vật nguyên sinh, cũng như trong tế bào của động vật đa bào, lysosome đều có mặt. Các cơ quan tế bào chất này ở dạng túi nhỏ (lysosome chính) được hình thành trong bộ máy Golgi. Các enzyme thủy phân tiêu hóa được định vị trong chúng. Lysosome thứ cấp, hay không bào tiêu hóa, chỉ được biểu hiện tốt ở những sinh vật nguyên sinh dị dưỡng ăn bằng phương pháp thực bào.

Trong nội chất của các sinh vật nguyên sinh khác nhau, các tế bào dự trữ hiện diện với số lượng nhiều hoặc ít. chất dinh dưỡng, được sử dụng trong quá trình trao đổi chất. Thông thường đây là các polysacarit khác nhau (glycogen, tinh bột, amylopectin, v.v.), thường là lipid và các chất béo khác. Lượng chất dự trữ phụ thuộc vào trạng thái sinh lý của động vật nguyên sinh, tính chất, lượng thức ăn, giai đoạn của vòng đời và rất khác nhau. Tuy nhiên, một số nhóm lớn sinh vật nguyên sinh lưu trữ các chất cụ thể. Ví dụ, euglenoid lưu trữ paramyl, chất này không có ở các sinh vật nguyên sinh khác.

Một hình thức phức tạp hơn là chuyển động được thực hiện với sự trợ giúp của roi và lông mao. Hình thức di chuyển bằng roi là đặc trưng của lớp roi.

Flagella là phần phát triển mỏng nhất của cơ thể. Số lượng của chúng khác nhau giữa các loài khác nhau - từ một đến nhiều chục và thậm chí hàng trăm.

Mỗi roi có nguồn gốc từ một hạt cơ bản nhỏ, được gọi là blepharoplast, nằm trong tế bào chất. Do đó, phần roi ngay sát hạt cơ bản sẽ đi vào bên trong tế bào chất (được gọi là sợi rễ), sau đó đi qua hạt ra bên ngoài. Cơ chế di chuyển của roi khác nhau ở các loài khác nhau. Trong hầu hết các trường hợp, nó liên quan đến chuyển động quay. Flagellum mô tả hình dạng của một hình nón, với đỉnh của nó hướng về nơi gắn vào của nó. Hiệu ứng cơ học lớn nhất đạt được khi góc tạo bởi đỉnh hình nón là 40-46°. Tốc độ di chuyển khác nhau; nó thay đổi ở các loài khác nhau trong khoảng từ 10 đến 40 vòng quay mỗi giây. Cách đơn giản nhất là “vặn” vào môi trường chất lỏng xung quanh nó.

Thông thường chuyển động quay của roi được kết hợp với chuyển động dạng sóng của nó. Thông thường, trong quá trình chuyển động tịnh tiến, cơ thể của động vật nguyên sinh tự quay quanh trục dọc.

Sơ đồ được trình bày có giá trị đối với hầu hết các dạng lá cờ đơn.

Ở các loài polyflagellate, chuyển động của roi có thể có bản chất khác; đặc biệt, roi có thể nằm trong cùng một mặt phẳng mà không tạo thành hình nón quay.

Cơm. Mặt cắt ngang của tiên mao Pseudotrichonympha (hình được chụp từ ảnh hiển vi điện tử). Chín sợi đôi ngoại vi và một cặp sợi trung tâm có thể nhìn thấy được trong mỗi lá cờ.

Nghiên cứu kính hiển vi điện tử những năm gần đây cho thấy cấu trúc siêu vi bên trong của roi rất phức tạp. Bên ngoài, lá cờ được bao quanh bởi một màng mỏng, là sự tiếp nối trực tiếp của lớp ngoại chất bề mặt nhất - màng tế bào. Khoang bên trong của lá cờ chứa đầy nội dung tế bào chất. Mười một sợi rất mỏng (fibrils), thường là sợi kép, chạy dọc theo trục dọc của roi (Hình.). Những sợi nhỏ này luôn được sắp xếp một cách đều đặn. Chín trong số chúng (đơn giản hoặc đôi) nằm dọc theo ngoại vi, tạo thành một loại hình trụ. Hai sợi nhỏ chiếm vị trí trung tâm. Để có được ý tưởng về kích thước của tất cả các thành tạo này, chỉ cần nói rằng đường kính của các sợi ngoại vi là khoảng 350A (angstroms). Angstrom là đơn vị chiều dài bằng 0,0001 micron và micron bằng 0,001 mm. Đây là những cấu trúc nhỏ bé đã có sẵn để nghiên cứu nhờ việc đưa kính hiển vi điện tử vào công nghệ kính hiển vi.

Ý nghĩa chức năng của các sợi cơ cờ không thể được coi là rõ ràng. Rõ ràng, một số trong số chúng (có thể là ngoại vi) đóng vai trò tích cực trong chức năng vận động của roi và chứa các phân tử protein đặc biệt có thể co lại, trong khi những phân tử khác hỗ trợ các cấu trúc đàn hồi có vai trò hỗ trợ.

Cilia đóng vai trò là cơ quan cho sự di chuyển của ciliates. Thông thường số lượng của chúng trong mỗi cá thể rất lớn và lên tới vài trăm, hàng nghìn, thậm chí hàng chục nghìn. Cơ chế di chuyển của lông mao hơi khác so với cơ chế di chuyển của roi.

Mỗi lông mi thực hiện một chuyển động chèo thuyền. Nó uốn cong nhanh chóng và mạnh mẽ sang một bên, sau đó từ từ duỗi thẳng.

Hoạt động kết hợp của một số lượng lớn lông mao, hoạt động phối hợp của chúng, gây ra sự di chuyển nhanh chóng về phía trước của động vật nguyên sinh.

Mỗi lông mao, như nghiên cứu gần đây đã chỉ ra, là một sự hình thành phức tạp, có cấu trúc tương ứng với một lá cờ. Ở phần gốc của mỗi lông mao luôn có cái gọi là hạt cơ bản (còn được gọi là kinetosome), một phần quan trọng của bộ máy lông mao.

Ở nhiều loài lông mao, các lông mao riêng lẻ kết nối với nhau, tạo thành các cấu trúc có cấu trúc phức tạp hơn (màng, vòng tròn, v.v.) và hoạt động cơ học hiệu quả hơn.

Một số động vật nguyên sinh có tổ chức cao (ciliates, radiolarians) được đặc trưng bởi một hình thức chuyển động khác - co lại. Cơ thể của động vật nguyên sinh như vậy có khả năng thay đổi hình dạng nhanh chóng và sau đó trở lại trạng thái ban đầu.

Khả năng co bóp nhanh chóng là do sự hiện diện trong cơ thể của động vật nguyên sinh các sợi đặc biệt - myonemes - hình thành tương tự như cơ của động vật đa bào.

Một số động vật nguyên sinh còn có các hình thức di chuyển khác.

Tiên mao và lông mao là những bào quan chuyên biệt cho sự di chuyển của tế bào. Có hai loại tiên mao: một số được tìm thấy trong tế bào của động vật và thực vật bậc thấp, ngoại trừ vi khuẩn lam, và một số khác được tìm thấy ở vi khuẩn. Cilia chỉ được tìm thấy trong tế bào động vật.

Tiên mao vi khuẩn mỏng (15-20 nm), rỗng ở các sợi ở giữa, được cấu tạo từ một loại protein duy nhất - Flagellin. Các sợi chỉ lượn sóng, có hình dạng không đổi và không có khả năng di chuyển. Trong màng tế bào vi khuẩn có phần thân cơ bản của lá cờ, có thành phần và cấu trúc protein phức tạp. Lông roi được nối với thân cơ bản bằng một cái móc. Nó thực hiện các chuyển động quay (xoay thực sự).

Sơ đồ cấu trúc của tiên mao vi khuẩn.

Mặt cắt dọc của lông mi:
1 - màng; 2 - vi ống ghép đôi; 3 - cặp vi ống trung tâm; 4 - nói; 5 - màng cilium; 6 - vùng chuyển tiếp; 7- tấm dày đặc; 8 - thân cơ bản; 9 - cột sống có vân; 10 - vệ tinh của cơ thể cơ bản. Ở bên phải - các mặt cắt ngang của lông mao ở các cấp độ khác nhau: a - phần cong; b - đế cố định; c - vùng chuyển tiếp; d - thể cơ bản.

Mặt cắt ngang của lông mi:
1 - cầu nối giữa các ống ngoại vi; 2 - ống ghép đôi; 3 - ống trung tâm; 4 - nói; 5 - viên nang trung tâm; 6 - đầu nói; 7 - màng; 8 - phần nhô ra của dynein bên trong; 9 - dynein bên ngoài

Phần tử quay là phần cơ bản, di chuyển bên trong màng vi khuẩn, giống như một cánh quạt trong động cơ điện. Điều thú vị là nguồn năng lượng cho sự quay của roi không phải là năng lượng của các chất hóa học (như ATP), mà là sự khác biệt về điện thế điện hóa trên màng tế bào vi khuẩn.

Tiên mao và lông mao của động vật và thực vật lớn hơn nhiều. Chúng có đường kính khoảng 250 nm và đạt chiều dài vài mm. Không giống như vi khuẩn, những vi khuẩn này được bao phủ bởi một lớp màng và có khả năng di chuyển riêng.

Quỹ đạo chuyển động của lông mao (a) và roi (b).

Mặt cắt dọc của lông mang trai:
1 - cặp vi ống trung tâm của sợi trục; 2 - cặp ngoại vi; 3 - tấm dày đặc; 4 - cổ của thân cơ bản; 5 - thân cơ sở; 6 - rễ có vân. Ảnh vi điện tử. Độ phóng đại 30 nghìn lần.

Cấu trúc và nguyên lý hoạt động của roi và lông mao hoàn toàn giống nhau. Sự khác biệt giữa chúng chỉ ở số lượng: thông thường có một hoặc vài roi trên mỗi tế bào và lên tới vài nghìn lông mao.

Dưới màng của roi (lông mao) có cấu trúc hình que - sợi trục. Nó bao gồm 9 vi ống ghép đôi nằm xung quanh chu vi và 2 vi ống đơn ở trung tâm. Các vi ống trung tâm và ngoại vi được nối với nhau bằng hệ thống dây chằng. Thành phần của các vi ống ngoại vi bao gồm protein tubulin và protein đặc hiệu cho roi, dynein. Dynein sử dụng năng lượng của ATP (xem Adenosine triphosphoric acid (ATP), phân hủy nó thành ADP (adenosine diphosphoric acid), và tương tác với tubulin, chuyển năng lượng thành công việc cơ khí bởi sự chuyển động của các vi ống được ghép nối so với các vi ống lân cận - trượt. Hai vi ống trung tâm và một hệ thống dây chằng biến đổi sự trượt của các vi ống riêng lẻ bên trong sợi trục thành sự uốn cong của toàn bộ sợi trục, và điều này làm cho lông roi (cilium) chuyển động. Chuyển động bao gồm chuyển động giả (ví dụ: chúng ta tạo ra một chuyển động như vậy bằng cách thực hiện các chuyển động quay bằng tay) - đây là cách mà vi khuẩn roi thường đập nhất; hoặc từ những dao động qua lại trong một mặt phẳng, điển hình là lông mao.

Ở đáy của roi (lông mao) có các thể cơ bản, nhưng không giống như vi khuẩn, chúng không liên quan đến sự di chuyển mà phục vụ cho sự phát triển của sợi trục và bảo vệ roi (lông mao) trong tế bào. Thông thường, các cấu trúc neo bổ sung - rễ có vân - kéo dài từ phần đáy vào sâu trong tế bào chất.

Tiên mao và lông mao đảm bảo sự di chuyển của các tế bào sống tự do. Lông mao tạo ra dòng chất lỏng dọc theo bề mặt của các tế bào cố định (ví dụ, trong đường hô hấp, nhịp đập phối hợp của hàng triệu lông mao đảm bảo loại bỏ các hạt bụi khỏi phổi).

Một số động vật (ví dụ như động vật có vú), ngoài lông mao có thể di chuyển được, còn có lông mao bất động - nhạy cảm. Loại thứ hai không có hai vi ống trung tâm và đôi khi thiếu hoàn toàn một sợi trục, nhưng luôn có phần thân cơ bản ở gốc. Đó là các tế bào que của võng mạc, lông mao của khứu giác và lông mao ở tai trong (cơ quan cân bằng).