Biologie pro magistry II

Kontrakční vakuoly u mikroorganismů

Obrázek 1. Některé jednobuněčné organismy, například améby, přijímají potravu endocytózou. Potravní váček se spojí s lysozomem, který potravu stráví. Odpad je vylučován exocytózou.

Nejzákladnějším znakem života je přítomnost buňky. Jinými slovy, buňka je nejjednodušší funkční jednotkou života. Bakterie jsou jednobuněčné prokaryotické organismy, které mají jedny z nejméně složitých životních procesů; prokaryota jako bakterie však neobsahují vakuoly vázané na membránu. Buňky mikroorganismů, jako jsou bakterie, prvoci a houby, jsou vázány buněčnými membránami a využívají je k interakci s okolím. Některé buňky, včetně některých leukocytů u člověka, jsou schopny pohlcovat potravu pomocí endocytózy – tvorby vakuol involucí buněčné membrány uvnitř buněk. Stejné vezikuly jsou schopny interakce a výměny metabolitů s intracelulárním prostředím. U některých jednobuněčných eukaryotických organismů, jako je améba, zobrazená na obrázku 1, jsou buněčné odpady a přebytečná voda vylučovány exocytózou, kdy se stahující se vakuoly spojí s buněčnou membránou a vyloučí odpady do okolí. Kontraktilní vakuoly (CV) by neměly být zaměňovány s vakuolami, které uchovávají potravu nebo vodu.

Kontraktilní buňky planárie a nefridie červů

Jak se vyvíjely mnohobuněčné systémy s orgánovými soustavami, které rozdělovaly metabolické potřeby těla, vyvíjely se i jednotlivé orgány, které plnily vylučovací funkci. Planárie jsou ploché hlístice, které žijí ve sladké vodě. Jejich vylučovací soustava se skládá ze dvou trubic spojených s vysoce rozvětveným systémem kanálků. Buňky v tubulech se nazývají plamenné buňky (nebo protonefridie), protože mají shluk řasinek, který při pohledu pod mikroskopem vypadá jako mihotavý plamen, jak je znázorněno na obrázku 2a. Řasinky pohánějí odpadní látky dolů tubuly a ven z těla vylučovacími póry, které se otevírají na povrchu těla; řasinky také nasávají vodu z intersticiální tekutiny, což umožňuje filtraci. Veškeré cenné metabolity se získávají zpět reabsorpcí. Plaménkové buňky se vyskytují u plochých červů, včetně parazitických tasemnic a volně žijících planárií. Udržují také osmotickou rovnováhu organismu.

Pozemní červi (annelidé) mají poněkud vyvinutější vylučovací struktury zvané nefridie, znázorněné na obrázku 2b. Na každém segmentu žížaly se nachází pár nefridií. Jsou podobné plaménkům, protože mají trubičky s řasinkami. K vylučování dochází póry zvanými nefridiopóry. Jsou vyvinutější než plaménkové buňky v tom, že před vylučováním mají systém zpětné tubulární reabsorpce pomocí kapilární sítě.

Obrázek 2. Které buňky jsou vylučovány? Ve vylučovací soustavě (a) planárie pohánějí řasinky plaménkových buněk odpad trubičkou tvořenou trubicovou buňkou. Trubičky jsou spojeny do rozvětvených struktur, které vedou k pórům umístěným po všech stranách těla. Těmito póry se vylučuje filtrát. U (b) annelidů, jako jsou žížaly, filtrují nefridie tekutinu z coelomu neboli tělní dutiny. Kmitající řasinky v otvoru nefridia nasávají vodu z coelomu do tubulu. Při průchodu filtrátu tubuly jsou živiny a další rozpuštěné látky zpětně vstřebávány kapilárami. Přefiltrovaná tekutina obsahující dusíkaté a jiné odpadní látky se ukládá v měchýřku a poté se vylučuje pórem v boku těla.

Malpighiovy trubičky hmyzu

Malpighiovy trubičky se nacházejí ve výstelce střev některých druhů členovců, například včely znázorněné na obrázku 3.

Obrázek 3. Malpighiovy trubice hmyzu a dalších suchozemských členovců odstraňují z hemolymfy dusíkaté odpadní látky a další rozpuštěné látky. Ionty Na+ a/nebo K+ jsou aktivně transportovány do lumen tubulů. Voda se pak osmózou dostává do tubulů a tvoří moč. Moč prochází střevem a dostává se do konečníku. Tam živiny difundují zpět do hemolymfy. Ionty Na+ a/nebo K+ jsou čerpány do hemolymfy a následuje voda. Koncentrovaný odpad se pak vylučuje.

Obvykle se nacházejí v párech a počet kanálků se liší podle druhu hmyzu. Malpighiovy kanálky jsou stočené, což zvětšuje jejich povrch, a jsou vystlány mikroklky pro reabsorpci a udržování osmotické rovnováhy. Malpighiovy kanálky spolupracují se specializovanými žlázkami ve stěně konečníku. Tělesné tekutiny nejsou filtrovány jako v případě nefridií; moč je produkována tubulárními sekrečními mechanismy buňkami vystýlajícími Malpighiovy tubuly, které jsou omývány hemolymfou (směs krve a intersticiální tekutiny, která se vyskytuje u hmyzu a dalších členovců i u většiny měkkýšů). Metabolické odpady, jako je kyselina močová, volně difundují do tubulů. V tubulech jsou výměnné pumpy, které aktivně transportují ionty H+ do buňky a ionty K+ nebo Na+ ven; voda je pasivně následuje a tvoří moč. Vylučování iontů mění osmotický tlak, který vtahuje vodu, elektrolyty a dusíkaté odpady (kyselinu močovou) do tubulů. Voda a elektrolyty jsou reabsorbovány, když tyto organismy čelí prostředí s nízkým obsahem vody, a kyselina močová je vylučována jako hustá pasta nebo prášek. Nerozpouštění odpadních látek ve vodě pomáhá těmto organismům šetřit vodou; to je důležité zejména pro život v suchém prostředí.

Přispějte!

Vylepšete tuto stránkuZjistěte více