19.4.1. Простейшие

Простейшие обитают в пресной и морской воде, а также в жидкостях тела других организмов. Внутриклеточная жидкость у простейшего отделена от внешней среды только полупроницаемой плазматической мембраной. Выделение СО₂ и аммиака происходит путем простой диффузии через всю поверхность клетки. Удалению отходов метаболизма способствует высокое отношение поверхности к объему.

Все пресноводные виды простейших гипертоничны по отношению к окружающей среде и обладают специальными осморегуляторными органеллами - сократительными вакуолями. Эти органеллы необходимы для удаления воды, поступающей в клетку путем осмоса через клеточную мембрану из гипотонической окружающей среды, и таким образом участвуют в регуляции объема клетки, предотвращая его увеличение. Строение и локализация сократительной вакуоли сильно варьируют. У амёбы Amoeba proteus такая вакуоль может образовываться в любом участке клетки и освобождать заключенную в ней жидкость во внешнюю среду в любом участке поверхности тела (рис. 19.3). У инфузории Paramecium aurelia имеются две сократительные вакуоли, расположенные в определенных местах (рис. 19.4). Однако способ функционирования сократительных вакуолей, по-видимому, одинаков у всех видов и состоит в том, что вода из цитоплазмы поступает в мелкие пузырьки, которые сливаются с сократительной вакуолью и передают ей свое содержимое. Вокруг сократительной вакуоли группируются митохондрии, которые, по-видимому, доставляют энергию для выполняемой ею осмотической работы.

Рис. 19.3. А. Электронная микрофотография сократительной вакуоли амёбы

Рис. 19.3. Б. Схема функционирования вакуоли. Вода секретируется в мельчайшие пузырьки, которые сливаются с мембраной вакуоли и опорожняют в вакуоль содержащуюся в них воду (Продолжение)

Рис. 19.4. Микрофотография фиксированной парамеции. Видны сократительные вакуоли. 1 - передняя сократительная вакуоль с канальцами; 2 - каналец задней вакуоли

Изучение функционирования сократительной вакуоли у гигантской амебы (Chaos chaos) показывает, что поступление в клетку воды путем осмоса, рассчитанное по данным об осмотическом давлении внутриклеточной жидкости, соответствует объему воды, выводимой вакуолью. Содержимое сократительной вакуоли гипотонично по отношению к внутриклеточной жидкости, но гипертонично по отношению к окружающей воде. Предложено несколько гипотез для объяснения образования вакуолярной жидкости, и одно из вероятных объяснений показано на рис. 19.5.

Рис. 19.5. Схема предполагаемого механизма поглощения воды сократительной вакуолью

У многих морских корненожек сократительная вакуоль отсутствует, так как их внутриклеточная жидкость изотонична морской воде. Это позволяет предполагать, что главная функция такой вакуоли - осморегуляция.