Все животные являются эукариотическими организмами. Вместе с грибами и слизевиками их относят к гетеротрофным организмам. Следовательно, для нормальной жизни им необходимы готовые органические вещества, которые они получают извне с пищей. В биоценозах животные входят в блок консументов, который подразделяется на несколько порядков: первого (животные, непосредственно питающиеся растениями, - травоядные), второго и последующего порядков (плотоядные животные, питающиеся травоядными животными и другими плотоядными). Поэтому существование животных возможно лишь в тесной связи с растениями, которые, напоминаем, составляют в любом биоценозе блок продуцентов (автотрофных организмов, связывающих неорганические вещества в сложные органические соединения).
Своеобразным исключением можно считать некоторых жгутиконосцев, обладающих хлоропластами. Они могут на свету осуществлять реакции фотосинтеза, а в темноте поглощать готовые органические вещества. Чередование автотрофного и гетеротрофного питания называется смешанным, или миксотрофным (лат. mixtus - смешанный), питанием. При этом следует отметить, что систематическое положение таких микроорганизмов остается спорным, и многие ботаники относят их к растениям.
Видовое разнообразие животных очень велико, они Значительно превосходят по этому показателю другие царства. К настоящему времени известно более двух миллионов видов, и каждый год ученые открывают новые. В основном это беспозвоночные, однако вполне возможно обнаружение новых животных более крупных размеров, потому что до сих пор человек раскрыл далеко не все тайны океанских глубин. Наверняка там обитают множество еще неизвестных форм, и нас со временем ожидают громкие открытия.
Царство животных разделяют на два подцарства: одноклеточные и многоклеточные, каждое из которых включает в себя по несколько типов.
Главной характерной особенностью представителей этого подцарства следует считать одноклеточное строение организма. В отдельных случаях некоторые формы простейших могут напоминать многоклеточные образования. В частности, книдоспоридии образуют многоядерные плазмодии (греч. plasma - вылепленное). Кроме того, ряд простейших образуют колонии. Однако они не являются многоклеточными, поскольку ядра плазмодия не обособлены, а клетки колониальных форм, несмотря на то, что они могут быть соединены между собой цитоплазматическими мостиками, всегда располагаются в один слой и остаются недифференцированными.
Клетка простейшего содержит все компоненты и органеллы, свойственные эукариотической клетке (более подробно об этом сообщается в разделе, посвященном строению животной клетки). Наряду с этим у них можно обнаружить самые разнообразные специфические структуры, свойственные только им. К таким образованиям можно отнести сократительные вакуоли, светочувствительное пятно (глазок, или стигма), трихоцисты, мионемы, клеточный рот, клеточная глотка, порошица и др. Цитоплазма простейших обычно разделяется на два слоя: более плотный наружный - эктоплазму (греч. ektos - вне, снаружи, plasma - вылепленное, образование) и внутренний, содержащий большинство органоидов и ядро - эндоплазму (греч. endon - внутри, plasma - вылепленное, образование).
Между эктоплазмой и эндоплазмой у свободноживущих пресноводных форм имеется одна или две сократительные вакуоли. Их главной функцией является регуляция водно-солевого баланса в клетке. Содержание солей в клетке значительно выше, чем в окружающей ее пресной воде. По закону осмоса растворитель всегда пассивно перемещается из области низкой концентрации растворенного вещества в область его более высокой концентрации. В данном случае растворителем является вода, которая должна постоянно проникать в клетку простейшего, чтобы разбавить относительно высокое содержание солей в цитоплазме. Однако чрезмерное обводнение клетки неминуемо повлечет за собой ее гибель. Чтобы этого не случилось, сократительные вакуоли время от времени пульсируют, выбрасывая из клетки поступившую в нее излишнюю воду (систола сократительной вакуоли). Продолжительность паузы между двумя сокращениями пропорциональна концентрации солей в окружающей клетку жидкости - чем она ниже, тем чаще сокращаются вакуоли, и наоборот. Соответственно морские и паразитические простейшие не нуждаются в сократительных вакуолях, поскольку содержание солей вокруг них такое же, как и в цитоплазме. Поэтому такие органеллы имеют только пресноводные простейшие.
Подавляющее большинство простейших обладают способностью активно двигаться. Формы, не обладающие жесткой оболочкой клетки, или пелликулой, используют для этой цели временные выросты тела - ложные ножки, или псевдоподии (греч. pseudos - ложь, podos - нога) (например, амебы). Если же оболочка имеется и форма тела постоянна, то образовывать псевдоподии клетка не может, и простейшее перемещается в пространстве посредством жгутиков или ресничек (например, жгутиконосцы и инфузории). Наличие органоидов движения обеспечивает клетке не только подвижность, но и позволяет ей захватывать пищу. Псевдоподии обволакивают со всех сторон пищевые частицы, и они в составе пищеварительной вакуоли попадают в цитоплазму. Реснички (часто специализированные) направляют пищу в клеточный рот (цитостом - греч. куtos - сосуд, клетка, stoma, stomatos - рот), а винтообразное движение жгутика создает у его основания разреженное пространство и в образовавшийся мини-водоворот (зачастую очень прочно), но эти «корнеподобные» структуры отнюдь не являются корнями, а служат лишь для удержания водоросли на субстрате и противодействуют течению воды или волнам. В случае если часть таллома все-таки отрывается (к примеру, во время шторма), ризоиды, как правило, повторно не образуются, а оторвавшаяся часть водоросли будет плавать на поверхности или в толще воды, не очень при этом страдая. Часто плавающие фрагменты растений образуют весьма значительные массивы, мигрирующие по воле течений.
Морфологическое разнообразие водорослей огромно: от чрезвычайно простых одноклеточных до сложнорасчлененных, нередко визуально очень похожих на высшие растения со структурами, внешне напоминающими стебли, листья и даже плоды. Неодинаковы и размеры - от гигантского макроцистиса, достигающего в длину 60 м (рис. 1), до микроскопической хлореллы (рис. 2). Выделяют несколько основных групп водорослей, различающихся степенью сложности морфологической организации.
1. Амебоидная структура (греч. amoibe - изменение) присуща некоторым представителям золотистых (рис. 3), желто-зеленых и пирофитовых водорослей. Такие одноклеточные организмы не имеют жесткой оболочки и поэтому не способны сохранять постоянную форму тела. Их клетки способны образовывать отростки - псевдоподии, часто значительной длины. Отдельные организмы могут находиться изолированно от других, но иногда отростки сливаются или же объединяются сразу несколько клеток.
2. Монадная структура (греч. monas, monados - единица, неделимое) характерна для одноклеточных водорослей, имеющих жесткую оболочку или уплотненный поверхностный слой цитоплазмы и постоянную форму тела. Для перемещения тела в пространстве такие водоросли используют различное количество жгутиков. Некоторые виды вторично утрачивают жгутики, но при этом оболочка становится менее жесткой и позволяет клетке изменять свою форму, способствуя передвижению в воде. Некоторые представители имеют внутриклеточную структуру, способную реагировать на свет, - его метаболизм затормаживается или сильно замедляется, что позволяет экономно расходовать питательные вещества. Когда условия среды становятся благоприятными, из цисты выходит нормальный подвижный микроорганизм, который называется трофозоитом (греч. trophe - питание, zoon - животное, eidos - вид), или вегетативной формой. Таким образом, можно выделить две основные жизненные формы простейших (точнее, большинства из них) - активный трофозоит с органоидами движения и неподвижная циста.
Все это позволяет простейшим благополучно выживать, причем нередко в чрезвычайно агрессивных условиях. Если сравнивать их с отдельными клетками многоклеточного организма, то в плане выполнения конкретной функции простейшее будет уступать специализированной клетке макроорганизма - мионемы не могут так же эффективно двигаться, как мышечные клетки, синтез веществ будет осуществляться медленнее, чем у железистых клеток и т.д. Однако ни одна клетка многоклеточного организма не способна выжить, будучи отделенной от других - эффективно выполняя свою главную функцию, она полностью зависит от других клеток. Тогда как клетка простейшего представляет собой самостоятельный организм, способный выживать в условиях занимаемой экологической ниши, будь то грязная лужа или океан. В этом плане их можно сравнить с социальным укладом натурального хозяйства, когда человек сам изготавливает для себя пусть примитивные, но вполне функциональные предметы и сам добывает себе еду. В то же время более цивилизованные жители города, демонстрируя профессиональное совершенство, в удовлетворении своих потребностей целиком зависят от результата труда людей других профессий.
Простейшие обитают практически везде, где есть вода (напоминаем, что вне водной среды длительное время не может существовать ни одна клетка вообще), - в пресных и соленых водоемах, во влажной почве и других субстратах, в термальных источниках и даже на снегу. Значительная часть простейших (около 3500 видов) является паразитами растений и животных, описаны даже случаи сверхпаразитизма, когда в теле одноклеточного паразита находится другой (его собственный) паразит. Не стал исключением и человек - в его организме могут благополучно развиваться 25 видов одноклеточных микроорганизмов, многие из которых являются возбудителями тяжелых заболеваний (малярия, «сонная болезнь», дизентерия, ряд венерических заболеваний и др.), а другие являются безвредными сапрофитами, поэтому они являются вездесущими.
В отношении систематики простейших существуют определенные противоречия. Нередко всех их относят к одному типу, выделяя в его пределах классы. Однако масштаб специфических черт выходит за пределы классового разделения и требует объединения в более крупные таксоны. Поэтому здесь мы будем исходить из того, что одноклеточные животные микроорганизмы составляют подцарство многоклеточные и в его пределах рассмотрим типы: 1) саркомастигофоры; 2) споровики; 3) книдоспоридии; 4) микроспоридии и 5) ресничные, или инфузории. Общая численность простейших по разным оценкам (в основном из-за систематических разногласий) колеблется от 10000 до 50000 и даже более. Само обиходное название этих животных - микроорганизмы - указывает на их микроскопические размеры. Действительно, подавляющее большинство их находится в пределах 3-150 мкм, однако некоторые раковинные сар- кодовые достигают 2 - 3 см в диаметре, а размеры некоторых многоядерных плазмодиев даже могут быть еще более значительными.