У этой инфузории есть свой парус. Рассматриваем редкую инфузорию под микроскопом
Приветствую друзья, сегодня нам очень повезло. В пробе воды, что мы взяли для изучения нам попалась редкая инфузория из Рода Плеуронема.
Приветствую друзья, сегодня нам очень повезло. В пробе воды, что мы взяли для изучения нам попалась редкая инфузория из Рода Плеуронема.
Приветствую друзья, в комментариях к моим статьям и видеороликам люди часто спрашивают о том насколько малы те или иные микроорганизмы и можно ли их увидеть невооруженным взглядом, без использования специальных приборов и микроскопа.
Этой статьей я бы хотел раз и навсегда закрыть эти вопросы и показать реальные размеры обитателей микромира, а чтобы это было максимально понятно и наглядно, то сравнивать их, мы будем с объектом, которым всем нам хорошо знаком, с обычным человеческим волосом.
В среднем толщина (или диаметр) волоса составляет от 0.05 до 0.08 мм, что эквивалентно 50 - 80 микрометрам. Это вполне сопоставимо с размерами большинства микроорганизмов.
Для эксперимента мы будем брать маленькие кусочки волос и помещать их под покровное стекло, вместе с каплей пробы воды, в которой находятся микроорганизмы.
Вольвокс - это род подвижных колониальных зелёных водорослей. Колонии могут состоят из тысяч клеток и достигать аж трёх миллиметров в ширину, однако нам попали мелкие экземпляры всего из нескольких сотен клеток.
Хорошо видно, что размеры колоний сопоставимы с толщиной волоса и составляют около 150 - 200 микрометров (~ 0.12 мм), а благодаря хлорофиллу в клетках, эти микроорганизмы ещё и имеют яркую окраску, поэтому их вполне можно увидеть в капле даже невооруженным глазом.
Подробнее узнать про Вольвокс, Вы можете в видео, которое я делал ранее, поэтому не будем долго на нём останавливаться.
Тихоходка - это самый известный и популярный обитатель микромира. Тело этого маленького животного состоит примерно из тысячи клеток, однако они настолько малы, что размеры самой тихоходки редко превышают 1 мм (1000 мкм).
В пробе нам попалась совсем крошечная, молодая тихоходка. Скорее всего она совсем недавно вылупилась из яйца и вырастет в дальнейшем. Размеры молодой особи не превышают диаметр волоса (~70-80 мкм).
А вот взрослая особь, которая плавала неподалёку оказалась значительно крупнее, тут мы видим солидный 1, а может даже все 1.5 мм длины. Скорее всего это тихоходка является мамой для той, что была показана выше.
Посмотреть на живых тихоходок в движении можно тут:
Эвглены - это жгутиковые одноклеточные микроорганизмы, размером от 40 до 200 мкм. Удивительной особенностью этих существ является способность как поглощать питательные вещества из внешней среды, так и производить их самостоятельно, на свету, так же как это делают наземные растения и водоросли.
В отличии от других видов эвглен, Эвглена Кровавая при интенсивном свете, образует пигмент (астаксантин), который имеет ярко-красный цвет и защищает Эвглену от избыточного солнечного излучения.
Подробнее узнать про Эвглен, Вы можете в этом видео.
Инфузории - это очень разнообразный тип одноклеточных микроорганизмов. Насчитывает более 6000 видов, самых разных форм и размеров, но всех их объединяет наличие ресничек, тонких и коротких органов передвижения, которые усеивают поверхность их тела.
Размеры большинства представителей лежат в диапазоне 100 - 400 мкм, однако встречают и настоящие гиганты, например, Инфузория Бурсария (до 2 мм) и Инфузории Трубачи (до 1.5 мм)
Видео про гигантскую инфузорию Бурсарию. Обратите внимание на разницу в размерах между представителями одного типа (Бурсарией и Инфузорией Туфелькой).
Коловратки - это крошечные, похожие на червей животные, которые по своим размерам близки к тихоходкам и другим микроорганизмам. Они обитают в пресных и солёных водоёмах, а также встречают в почве и являются важным компонентом природных экосистем.
Представитель этого типа Ascomorpha minima — самое маленькое многоклеточное животное, его размер составляет около 40 микрон. Нам же попался экземпляр немного больше, размером примерно в 200 - 250 микрометров.
Подробнее узнать про Коловраток, Вы можете в этом видео.
Диатомовые водоросли или Диатомеи - это обширная группа одноклеточных водорослей, клетки которых имеют прочный панцирь из кремния и его соединений. Эти микроорганизмы встречаются повсюду: в воде и почве и выполняют множество функций в природе.
На долю диатомовых водорослей приходится значительной часть биомассы планеты, они служат кормом для других микроорганизмов и личинок животных, а также производят до 50% всего кислорода в атмосфере.
Размеры большинства представителей составляют от 80 до 150 мкм.
Посмотреть на другие виды диатомей можно тут:
Дрожжи - это группа грибов, клетки которых приспособились к жизни на жидких или полужидких питательных средах. Они не склонны образовывать ветвящийся мицелий (грибницу) и поглощают питательные вещества, необходимые для жизни прямо из субстрата, в котором обитают.
На фото мы видим обычные пекарские дрожжи. Размер их клеток составляет ~1–8 мкм в диаметре. На фоне волоса они выглядят настоящими крохами. Кстати размер большинства бактерий, находится примерно в таком же диапазоне, так, что это сравнение применимо и к представителям царства Бактерий.
Подробнее узнать про дрожжи, Вы можете в этом видео:
Десмидиевые водоросли - это ещё одна группа одноклеточных зелёных водорослей. В отличии от диатомей, они не имеют кремниевого панциря, а их тело состоит из двух симметричных полуклеток, в центре которых располагается ядро.
В природе они выполняют те же функции, что и диатомовые водоросли. Участвуют в круговороте веществ, производят кислород, служат пищей для других организмов.
Размер большинства представителей лежит в диапазоне от 100 до 1000 мкм
Сперматозоиды - это мужские половые клетки человека. Способны к активному движению и по сути представляют собой одноклеточный жгутиковый микроорганизм, который несёт генетическую информацию к яйцеклетке для зачатия и образования нового организма.
Размер человеческих сперматозоидов составляет ~35 - 55 мкм в длину. Головка составляет приблизительно 5,0 мкм в длину, 3,5 мкм в ширину и 2,5 мкм в высоту, средний участок и хвостик приблизительно 4,5 и 45 мкм в длину.
Спасибо друзья. Больше интересных материалов про биологию и микромир Вы можете найти в моём профиле. Подписывайтесь на канал и до скорых встреч.
На фотографии ниже представлена клетка из легочной опухоли. Хорошо видно пузырьковые структуры на поверхности мембраны (блеббинг), который характерен для раковых клеток этого типа.
В норме, блеббинг проявляется на начальных этапах повреждения клетки, при апоптозе или некрозе, а также при клеточной гипоксии, интоксикации или действия вирусов.
Бонус: Раковые клетки под микроскопом (световой микроскоп)
Приветствую друзья, мне очень нравятся экзотические растения, особенно Венерина Мухоловка (Dionaea muscipula).
Это небольшое травянистое растение произрастает на бедных минеральными веществами почвах и поэтому в ходе эволюции выработало удивительную адаптацию: листья Мухоловки преобразовались в ловушки для насекомых и других беспозвоночных животных (например, слизней) которые и выступают для неё основным источником различных солей и минералов.
И вот мы в лаборатории загорелись идеей заполучить этот удивительный вид.
Просто купить нужное нам растение было бы слишком просто, к тому же вероятность того, что оно без вреда проедет сотни километров до Сибири практически равна нулю, очень уж капризный вид. Поэтому было принято решение провести эксперимент и попробовать вырастить и размножить (клонировать) Венерину Мухоловку в стерильных условиях (in vitro).
Изучив несколько научных статей, мы с работниками лаборатории приступили к делу. В идеале хотелось бы получить результат как на картинке ниже.
Затем вырастив достаточное количество биомассы в стерильных условиях, на питательной среде, мы бы укоренили и адаптировали растения для роста в открытом грунте.
В случае успеха мы бы не только получили нужные нам растения, но и могли бы получать их в дальнейшем, практически в неограниченном количестве за счёт методов микроклонального размножения.
План есть, перспективы ясны, поэтому начинаем работу.
В качестве питательной среды мы выбрали среду Мурасиге — Скуга, в которую дополнительно добавили гормоны стимулирующие корнеобразования и сахарозу как источник питательных веществ, в качестве желирующего агента выступал обычный пищевой агар.
Подробнее про питательные среды, что это такое и зачем они нужны можно почитать тут.
Поскольку в питательной среде MS, есть все необходимые для жизни растения вещества, то Мухоловке не потребуется дополнительно подкреплять себя насекомыми.
Нельзя просто вырвать растение из почвы и посадить в стерильную среду. Таким образом Вы неизбежно занесете инфекцию в виде бактериальных и грибных патогенов, которые намного активнее поглощают питательные вещества и буквально задушат растение своей жизнедеятельностью.
Чтобы этого избежать, ткани растения необходимо простерилизовать, убив всех микроорганизмов и их споры на поверхности и внутри его тканей.
Этот процесс называется "Введение в in vitro". Обычно для него берут небольшие кусочки растения с почками или образовательную ткань (меристему) и обрабатывают различными стерилизующими веществами (перекисью, отбеливателем, мыльным раствором и даже ртутью).
Пример обработки (видео). Листья мухоловки отрывают и пытаются стерилизовать в отбеливателе, а затем помещают на питательную среду в надежде, что все патогены погибли, а ткани растения сохранили жизнеспособность.
Вероятность успеха обычно не очень велика, требуется вводить по 10-20 кусочков тканей (эксплантов) за раз, чтобы хотя бы парочка из них прижилась.
Однако у нас возникла проблема, у нас не было под рукой взрослой мухоловки, которую можно было бы покрошить на кусочки (экспланты) для введения, поэтому мы решили заказать семена и ввести уже их.
Семена оказались довольно дорогими. За 15 штук заплатили около 500 рублей и не было уверенности, что хотя бы одно из них переживёт введение.
Поскольку семена очень маленькие, то на их поверхности помещается меньше бактерий и спор, однако работать с ними нужно аккуратнее, поскольку стерилизующее вещество может проникнуть сквозь оболочку и сжечь всё внутреннее содержимое.
Работы по стерилизации проводили в ламинарном шкафу. Все поверхности предварительно обработали спиртом. Питательная среда MS была заранее подготовлена, простерилизована и разлита по пробиркам.
Почитать про технологию микроклонального размножения и то, как мы клонируем растения в нашей лаборатории можно тут.
Для стерилизации семян использовали 15% раствор перекиси водорода. Семена выдерживали в перекиси в течение 10 минут, а затем дважды промывали стерильной дистиллированной водой, далее пинцетом помещали их в пробирки.
Ввели все доступные семена, получился целый штатив с пробирками. Его разместили в комнате с фитолампами (фоторежим: 16 часов - день, 8 часов - ночь).
Семена растут медленно, к тому же после того шока, которому мы их подвергли им необходимо время, чтобы придти в себя, поэтому почти 2 недели не было видно никаких результатов.
Спустя две недели половина семян так и не подала признаков жизни, видимо не пережили стерилизацию (либо изначально были не жизнеспособны). Из оставшихся, несмотря на все меры по сохранению стерильности 6 из 7 были заражены различными патогенами.
И лишь одно семя выжило и оказалось полностью чистым. Спустя ещё месяц, зародыш аккуратно переместили из пробирки в банку, чтобы у него было больше места для развития.
Малыш успешно рос, набирался сил и через 2 месяца уже показались видовые признаки (те самые листья ловушки). Теперь хорошо видно, что это не просто кусок биомассы, а настоящая Венерина Мухоловка в миниатюре.
Спустя три месяца растение уже сформировало несколько листьев и пустило маленькие корешки в питательную среду. Скорость роста увеличивается по мере нарастания активной клеточной массы.
Совсем скоро его уже можно будет аккуратно разрезать скальпелем на несколько частей (расчеренковать) и получить несколько клонов, а затем расчеренковать и их, увеличивая количество материала в геометрической прогрессии.
На данный момент мы находимся на этом этапе. Планируем до нового года получить несколько крупных растений и попробовать их адаптировать к жизни в обычном грунте, в нестерильных условиях.
Продолжение следует...
Больше интересных материалов про биологию и микромир Вы можете найти в моём профиле. Подписывайтесь на канал и до скорых встреч.
Дно водоёмов - это настоящее кладбище микроорганизмов. Среди частиц глины, почвы и песка можно обнаружить немало останков, которые в прошлом, принадлежали живым существам.
Если органические вещества, довольно быстро разрушаются и становятся пищей для бактерий, то вот неорганические структуры могут лежать на дне годами.
Чаще всего в донном грунте встречаются кремниевые панцири диатомовых водорослей (1 фото), скелеты радиолярий (2 фото) и домики раковинных амёб (3 фото).
Бонус: Короткий ролик про раковинных амёб
На фотографии ниже мы видим поперечный срез листа белладонны (Atropa belladonna). Вверху находится эпидермис поверхность листа (зеленый цвет), под ним расположены клетки палисадного мезофилла (фотосинтезирующие клетки), клетки губчатого мезофилла и сосудистый пучок - жилка, (синий цвет, внизу справа).
Также хорошо видно хлоропласты внутри клеток (ярко-зеленые), крахмальные зерна (запасающее вещество, жёлтый цвет), ядра и ядрышки клеток (красный цвет).
Бонус: Устройство растительной клетки (на примере 3д модели)
Helicobacter pylori (H. pylori) - это вид бактерий, которые часто встречается в желудке и кишечнике у человека. Эта бактерия может вызывать различные заболевания ЖКТ, такие как гастрит, язва и даже способствовать развитию рака.
Одна из особенностей H. pylori заключается в том, что она легко может выживать в кислой среде желудка, обитая в его слизистом слое, который защищает желудочную стенку от соляной кислоты.
На данный момент более 50% населения заражено H. pylori, но у большинства людей бактерии не вызывает симптомов и не требует лечения.
Главные факторы риска, связанные с инфекцией H. pylori, - это низкий уровень гигиены, употребление в пищу грязных фруктов и овощей и использование загрязненной воды. Также возможно заражение через слюну при поцелуях.
Одна вакансия, два кандидата. Сможете выбрать лучшего? И так пять раз.
На фотографиях ниже представлен грибок Mycosphaerella graminicola (серый цвет), который поразил листья пшеницы (Triticum sp.).
Гриб использует питательные вещества, образующиеся в листьях и быстро распространяется, протягивая свои гифы. В результате инфекции на листьях образуются коричневые пятна, клетки растения погибают, а площадь фотосинтеза уменьшается, что в конечном итоге приводит к снижению урожая или гибели растения.
Для предотвращения заражения этим грибков в сельском хозяйстве применяют специальные противогрибковые препараты (фунгициды) и выводят устойчивые к инфекции сорта.
Увеличение: x240. Сканирующий электронный микроскоп.
Бонус #1: Рост мицелия (грибницы) почвенного гриба (таймлапс)