•jflsw
Wnqder
Загрузите в
Арр Store
ДОСТУПНОЙ
Google Play
ЭНЦИКЛОПЕДИИ
С ДОПОЛНЕННОЙ
РЕАЛЬНОСТЬЮ
Вольвокс
: ©
моделей,
представляющих
невидимый мир
и riur\uunu/\unuri уис/\ичипии
и 8 сопровождении актуальных
голосовых подсказок
ЭНЦИКЛОПЕДИИ
ASTAR Wonder
СДОПОЛНЕННОЙ
РЕАЛЬНОСТЬЮ
СПЕКТОР АННА АРТУРОВНА
МИКРОМИР
УДК 5(03)
ББК 20я2
С71
Серия «Энциклопедии ASTAR Wonder с дополненной реальностью» основана в 2024 году
Спектор, Анна Артуровна.
С71 Микромир / А. А. Спектор. — Москва: Издательство ACT, 2025. — 159, [1 ] с.: ил. — (Энциклопедии
ASTAR Wonder с дополненной реальностью).
ISBN 978-5-17-168165-4.
Мир, если его рассматривать под микроскопом, выглядит совершенно не так, как мы себе его представляем.
При увеличении в сотни или даже тысячи раз вс-лос превращается в ствол дерева с толстой корой, песчинки —
в россыпь причудливых кристаллов, а миллиметровая мошка — в грозное существо с огромными глазами-
фасетками, зубастой челюстью, длинным хоботом-пилой и большими мохнатыми лапами. Листая страницы
этого уникального издания с дополненной реальностью, вы пог рузитесь в микромир — невероятную скрытую
«вселенную», состоящую из молекул, атомов, нейтронов и других мельчайших частиц. Взгляните на свою
ладонь, сквозь нее прямо в этот миг пролетает триллион нейтрино, испущенных Солнцем. Правда, вы этого
не замечали? Да, микромир не виден невооруженным глазом, но готов раскрыть свои секреты юным любителям
науки.
Приготовьтесь удивляться красоте и многообразию представленных в этой книге микроскопических
«кирпичиков», которые составляют всё живое и неживое. В таинственном микромире ежесекундно что нибудь
происходит: растут и делятся клетки, антитела сражаются с вирусами, бактерии неутомимо перерабатывают
белки, жиры и даже углекислый газ или железо, в капле воды барахтаются инфузории, микроскопические
водоросли сбиваются в шары или объединяются в длинные ленты. Многочисленные наглядные схемы
и рисунки, большое количество зрелищных фотографий, полученных благодаря светоной и электронной
микроскопии, а также лучшие образцы макросъемки помогут вам разглядеть настоящее -.олшебсгво, скрытое
в самых разных объектах и явлениях микромира — от полярного сияния до цветения воды, от неспешного
передвижения микроскопического «медведя» под названием тихоходка до порхания резво машущих
крылышками миниатюрных колибри А благодаря 40-визуализации вы сможете побывать внутри молекул,
клеток и органов, рассмотреть мельчайшие организмы во всех подробностях, объеме и движении и, кроме того,
прослушать аудиозаписи с интересными фактами, которые глубже погружают в тайны невидимой «вселенной».
Для среднего и старшего школьного возраста.
УДК 5(03)
ББК 20я2
ISBN 978-5-17-168165-4
© Оформление, иллюстрации ООО «Интеджер», 2025
© ООО «Издательство АСТ», 2025
В оформлении использованы материалы, предоставленные
Фотобанком Shutterstock, Inc., Shutrerstock.com
В оформлении использованы материалы, предоставленные
Фотобанком Dreamstime, Inc., Dreamstime com
Содержание
ОСНОВЫ МИКРОМИРА
о Невидимый мир........................4
О Как увидеть невидимое?..............6
Электронные микроскопы.............8
Необъятная Вселенная из мельчайших частиц.10
о Неделимое делимое..................12
О Микромир, видимый невооруженным глазом.14
Молекула — шаг от микромира к макромиру.16
МИКРОМИР КРИСТАЛЛОВ
Кристаллы, строгий порядок частиц.........18
О Замок из песка — хрупкий микромир..20
О Секреты поваренной соли............22
О Снежинка и витамин С — что общего?.....24
Микромир металлов.......................26
БИОМОЛЕКУЛЫ
И ИХ «ОБЪЕДИНЕНИЯ*
Жизнь под микроскопом................28
Белки — строители и защитники
нашего тела..........................30
Липиды - польза и вред............32
Углеводы — источник энергии.......34
© Какая молекула самая большая?......36
ВИРУСЫ И БАКТЕРИИ
О Крошечные источники глобальных эпидемий.38
Бактерии — карлики и гиганты..............40
Невидимые враги...........................42
Микробном — сообщество мельчайших
частиц............................44
С0 Микроскопические создатели сыра
и йогурта.......................—..~.46
Почему вода приобретает красный цвет?.48
© Маленькие создатели огромного мира.50
ГРИБЫ ~ ОСОБОЕ ЦАРСТВО
© Растение или животное?................72
Симбиоз грибов и растений............74
© Откуда берется плесень?...............76
Пенициллин: спасший миллионы жизней..78
Дрожжи — «хлебные грибки»............80
© Лишайники — союз гриба и водоросли....82
ЭУКАРИОТЫ
ЕРШИНА ЭВОЛЮЦИИ
© Что общего у инфузории и человека?.52
© Органеллы — крошечные «органы» клеток.54
© Пластиды: источники ярких красок..56
Хромосомы - большое в малом......58
ПРОСТЕЙШИЕ
Амебы — маленькие виртуозы метаморфоз.60
Эвглены — растение и животное
в одной клетке......................62
Инфузории — непростые простейшие....64
Микроскопические раковины —
фораминиферы........................66
© Радиолярии: феномены микромира.......68
Динофлагелляты: мастера «спецэффектов».70
ВОДОРОСЛИ
© Диатомеи: живая геометрия..............84
Главные водоросли планктона..........  86
Хлорелла — «зеленое золото» планеты... 88
Десмидиевые водоросли: образец симметрии.90
Вольвокс — находка для ученых..........92
Спирогира — вред или польза?..........94
ВЫСШИЕ РАСТЕНИЯ
Мхи — природные компасы...............96
Есть ли цветок у папоротника?.........98
© Хвощи - куда спрятались листья?.......100
Хвойные: тайны под микроскопом.......102
Падают ли с елки старые иголки?.......104
© Цветковые растения, элита флоры......—106
© Цветок - от микромира к макромиру.....108
© Почему опадают листья?................112
Плоды: целый мир в завязи цветка......114
Ж И BOTH Ы Е
Губки — живые фильтры................  .116
Подводное царство коралловых полипов.118
© Стрекающие - полип или медуза?........120
Звезды бывают не только на небе......122
Моллюски- мягкотелые уникумы.........124
Микроскопический медведь............. 126
Коловратка - водяное «колесо»........ 128
© Дафнии — прыгучие малыши..............130
Микрорачки с веслами..................132
© Насекомые- самые многочисленные.......134
Пауки - вовсе не насекомые............136
Тайный микромир рыб..................138
© Земноводные — на суше и в воде........140
Пресмыкающиеся: потомки динозавров ...142
Пернатые покорители неба..............144
© Млекопитающие: совершенство
и разнообразие...................  146
МИКРОМИР ЧЕЛОВЕКА
© Кости и мышцы — каркас тела.........  148
Кожа и волосы - красота и защита......150
Из чего состоит кровь?................152
Мозг и нейроны — дирижеры организма...154
© «Окно» в мир....................      156
Обоняние и вкус - стражи и сенсоры...158
0
Невидимый мир
Наш мир бесконечно разнообразен и сложен. Гораздо более разнообразен,
чем мы можем различить невооруженным глазом. Любуясь морской гладью
и стремительными реками, мы не способны раглядеть всех мельчайших существ,
которые обитают в их водах. Рассматривая себя в зеркале, мы не видим клеток,
из которых состоит наш организм. Разглядывая поверхность металла или драгоценного
камня, не различаем ее тонкой структуры. А еще мы не видим тех элементарных частиц
и атомов, из которых состоит вся Вселенная — от живых существ до звезд. Однако еще
философы античной Эллады догадались, что мир состоит из мельчайших частиц.
СТУПЕНИ МИКРОМИРА
Микромир окружает нас повсюду. В его основе
лежат элементарные частицы и атомы, из которых
состоят как неживые объекты, так и живые орга-
низмы. Поэтому важно сначала познакомиться
именно с ними Элементарные частицы входят
в состав атомов, из которых, в свою очередь, со-
стоят молекулы и кристаллы Впрочем,последние
могут строиться также и из молекул — вот какие
они разнообразные1 Кристаллы — это и хрупкие
снежинки, и твердый алмаз, и золото, и соль у нас
на кухне
Живая материя устроена намного сложнее, чем
неживая Микромир жиг эй природы включает
особые биологические молекулы, вирусы, ко-
торые находятся на границе между живым и не-
живым. одноклеточные бактерии и простейшие,
а также клетки и ткани многоклеточных организ-
мов — растений, грибов, животных и человека.
Микромир — это и лист под микроскопом, и кро-
хотные насекомые, и наша кровь, и волосы. И все
это бесконечное разнообразие открывается нам
благодаря приборам, которые изобрели люди,
стремящиеся проникнуть в тайны живой и нежи-
вой материи. Знакомство с их изобретениями не-
обходимо для того, чтобы лучше узнать и понять
тончайшее строение всего, что нас окружает.
Так выглядит под микроскопом снежинка, состоящая из атомов и молекул.
Все объекты
микромира очень
малы, поэтому
для них используют меры
длины, которые намного
меньше метра, сантиметра
и даже миллиметра.
Это микрометр (мкм) —
одна миллионная метра,
или 10 6, и нанометр (нм) —
одна миллиардная метра,
или 10 9.

ПРОНИЦАТЕЛЬНОСТЬ РАЗУМА
Мы, люди, .-чень любопытны и еще с детства привыкли задаваться вопросами, из чего все сделано,
как это устроено. Желание ответить на вопросы об устройстве мира заставляет работать вс ображение
и часто находить правильные, пусть и неожиданные ответы. Человеческий разум настолько проницате-
лен, что иногда позволяет догадаться о существовании невидимых глазу вещей - так называемого ми-
кромира. Его примером являются стертые с годами ступени лестницы, свечение соды, населенной мик-
роорганизмами, и даже протуберанцы, отрывающиеся от Солнца.
Протуберанцы — светящиеся образования из плазмы,
которые Солнце выбрасывает из себя, — являются ярким
доказательством того, что и наше огромное светило
состоит из мельчайших частиц.
Биолюминесценция — это одно из наглядных, видимых
невооруженным глазом свидетельств существования ₽ воде
планктона — мелких живых организмов, детальное строение
kotopoix можно различить только под микроскопом
Изучение строения живой материи — от атомов до молекул и клеток — стало возможным
Атом
О
Молекула
аминокислоты
благодаря специальным устройствам Теперь мы знаем, как выглядят атомы, вирусы,
бактерии и др.
г и рус
1 мкм ТО мкм	100 мкм 1 мм 1 см
0.1 нм	1 нм 10 нм 100 нм
возможности электронного микроскопа
Возможности светового микроскопа
Как увидеть
невидимое?
Долгие пека и даже тысячелетия микромир оставался невидимым для людей.
При этом, что удивительно, о существовании атомов ученые знали, а вот о мельчайших
живых организмах, которые в миллионы раз больше атома, даже не подозревали.
Путь в микромир начался в XVII в., когда появились первые оптические световые
микроскопы — приборы, позволяющие увеличивать изображения. Уже в 1664 г.
знаменитый ученый Роберт Гук впервые разглядел отдельные клетки в образце
пробкового дуба, а в 1673 г. нидерландский натуралист Антони ван Левенгук увидел
в капельке воды целый мир одноклеточных организмов - бактерий и простейших.
Современный исследователь может
увидеть под микроскопом и клетки,
и тонкое строение металлов
и минералов, а также получить
не только плоские, но и объемные
изображения.
УВЕЛИЧЕНИЕ В 2000 РАЗ
Световые (оптические) микроскопы использу-
ют световые лучи и линзы, чтобы увеличить изо-
бражение При этом линз может быть несколь-
ко Сегодня эти приборы позволяют получить
четкое изображение объекта, увеличив его от 10
до 2000 раз. Можно, конечно, попробовать уве-
личение и большее, но увы, изображение в таком
случае получается размытым и мелкие детали уже
отдельно не увидишь. Почему же это так?
Дело в том, что у микроскопа есть одна важная
характеристика — разрешающая способность.
Это наименьшее расстояние, на котором две
близко расположенные точки можно рассмо-
треть по отдельности Для оптического микро-
скопа этс расстояние равно 0,25 микрометра
(микрон, мк) Данный показатель зависит от дли-
ны световой полны и самого прибора. И если
разрешающую способность еще можно увели-
чить, го длина световой волны устанавливает
предел возможностям оптического микроскопа.
Если объект меньше нее, то отличить его от со-
седних просто невозможно
Световые микроскопы играют огромную роль
в биологии, медицине, технике С их помощью
можно разглядеть не только отдельные клетки,
но и крупные их составляющие (органеллы), и том
числе посчитать число хромосом и оценить их
форму и размеры.
Предметный —
столик
Штатиг
ибъектин
Зажимы
4D
Ручка грубой
настройки
Ручка тонкой
фокусировки
Источник -
света
Мир одноклеточных организмов
открылся человеку благодаря
световому микроскопу.
Антони ван
Левенгук сам
изготавливал
микроскопы, вручную
делая линзы высочайшего
качества, его приборы
позволяли достигать
500-кратного увеличения!
Сегодня для этого
используются сложнейшие
технологии.
Основание
Устройство светового микроскопа.
Процесс подготовки препарата для изучения
под световым микроскопом*
ТОНКОСТИ МИКРОСКОПИИ
Чтобы увидеть под микроскопом клетки или це-
лые мельчайшие организмы, применяют множество
хитростей. Но главное — для этого используют
большое толстое предметное стекло и маленькое
тонкое покровное Например, делают тонкий срез
листа или животной ткани, помещают на предмет-
ное стекло и закрывают покровным Чтобы уви-
деть живые одноклеточные организмы, требуется
капелька воды Часто препарат предварительно
подкрашивают Так, например, поступают с кровью,
взятой из пальца или вены. Ее обрабатывают разны-
ми реагентами и только потом помещают капельку
на предметное стекло. В целом, как видите, микро-
скопия требует серьезной, тщательной подготовки.
Электронные
микроскопы
С помощью электронного микроскопа можно увидеть мельчайшие органеллы клетки,
детальное строение поверхности металлов, а также молекулы и даже атомы. Дело
в том, что в таких микроскопах вместо светового луча используется пучок электронов.
Длина волны электрона короче длины волны видимого света, поэтому разрешающая
способность электронного микроскопа намного выше светового, и он позволяет
увеличивать изображение более чем в миллион раз!
КАК РАБОТАЕТ ПРОСВЕЧИВАЮЩИЙ
ЭЛЕКТРОННЫЙ МИКРОСКОП?
Просвечивающие электронные микроскопы позволяют выявить
самые тонкие детали внутренней структуры объекта. Когда пучок
электронов из такого микроскопа попадает на приготоиленный
для исследования образец, одна часть электронов проходит на-
сквозь, а другая отталкивается на небольшой угол. Эти электроны
попадают на особые магнитные линзы, и в результате на дисплее
формируется изображение объекта в мельчайших деталях.
Под электронным микроскопом различается тонкое строение клетки,
недоступное < ветовому микроскопу. Компокэтер, подключенный к такому
микроскопу, позволяет увеличивать изображение, изменять контрастность,
рассматривать его с разных ракурсов и, конечно, сохранять в различных форматах.
Приготовление препарата для электронной микроскопии.
ПРЕПАРАТ
ДЛЯ ЭЛЕКТРОННОЙ
МИКРОСКОПИИ
Чтобы подготовить подобный препарат, нужно об-
работать его в вакууме, затем в жидком азоте сде-
лать очень тонкий срез — от 20 до 50 нм, что гораз-
до меньше, чем для световой микроскопии И чем
он тоньше, тем лучше получается изображение
Полученные образцы помещают на специальную
пленку, а потом окрашивают разнообразными кра-
сителями в зависимости от того, что хотят рассмо-
треть наиболее подробно — например, клеточную
мембрану или же рибосому
ЧТО УМЕЕТ СКАНИРУЮЩИЙ
ЭЛЕКТРОННЫЙ
МИКРОСКОП?
Сканирующий электронный микроскоп позволяет
увидеть поверхность объекта в объеме и в самых
мелких деталях Для этого используется узкий,
сфокусированный пучок электронов - так назы-
ваемый зонд, который скользит по поверхности
подготовленного препарата, создавая трехмерную
картинку, которая ясно показывает, что даже самая
гладкая на первый взгляд поверхность имеет свои
шероховатости А с помощью дополнительных ме-
тодов можно также узнать химический состав об-
разца
Катод
Анод
Электромагнитная
линза
Держатель
образца
Изображение
на экране
Визуальная
передача
Электронная
пушка
Вакуум
Электромагнитная
комденеорная
линза
Окошко
для подачи
образца
Проективная
линза
Фотокамера
Электрическая
катушка
Электронный
луч
Устройство просвечивающего (трансмиссионного)
электронного микроскопа.
С помощью сканирующего электронного микроскопа
можно увидеть сверхмалый кратер, который проделывает
в металле лазерный луч.
Мушки дрозофилы прекрасно видны без микроскопа
и даже без лупы. Но и они скрывают в себе микромир
Вот так выглядит глаз этого прославленного в научных
исследованиях насекомого под сканирующим
электронным микроскопом.
Среди электронных
микроскопов имеются
флуоресцентные.
С их помощью воздействуют на образец
так, что его атомы начинают светиться
(флуоресцировать), благодаря чему
изображение становится особенно
четким и ярким.
Необъятная
Вселенная
из мельчайших частиц
Долгое время считалось, что атом - это самая маленькая частица. Однако в 1897 г. был
открыт электрон, и затем последовали другие важные открытия. Сейчас известно уже
более 350 таких мельчайших частиц. К самым известным из них относятся протоны,
нейтроны и электроны. Законы, которым они подчиняются, очень сложны и необычны:
например, невозможно измерить все их характеристики одновременно с одинаковой
точностью. Тем не менее ученые продолжают делать новые открытия и все больше
узнают об этих частицах, раскрывая тайны устройства Вселенной.
МАТЕРИЯ: ОТ МОЛЕКУЛЫ
ДО КВАРКОВ И ГЛЮОНОВ
Среди элементарных частиц имеются составные,
однако разделить их на части невозможно — вот
такой парадокс микромира. Это, например, прото-
ны и нейтроны, из которых состоит атомное ядре
Другие элементарные частицы (электрон, ней-
трино, кварки, глюоны и т д.) сегодня считаются
не имеющими структуры, тс есть как бы не из чего
не состоят При этом, например, кварки, объеди-
няясь, дают нейтроны и протоны, а помогают им
«склеиться» другие частицы — глюоны. Таким об-
разом, протон состоит из трех кварков, хотя слово
«состоит» в таких масштабах не совсем точно, ско-
рее, три кварка превращаются в протон.
Молекула
Протон
Схема
строения
материи.
Материя
Электрон
Атом
Кнарки
Верхние кварки
(включают также
очарованные
и истинные кварки)
Ядро
Нейтрон
Глюон
Нижние кварки
(включают также
странные и прелестные
кгарки)
Элементарные частицы измеряют в фемтометрах, или ферми. Один
фемтометр (фм) равен 101S м, что примерно в миллион раз меньше размера
средней молекулы, а эти частицы измеряются в нанометрах. Размеры протона
оцениваются примерно в 1 фм, а размеры электрона вообще сложно определить —
он как бы растянут по своей орбите в виде облачка вокруг атомного ядра.
Следы после столкновения частиц в Большом адронном
коллайдере
КАК УВИДЕТЬ ЧАСТИЦУ?
Элементарные частицы настолько малы, что их
нельзя увидеть в микроскоп,поэтому,чтобы их об-
наружить, используют другие устройства — уско-
рители и связанные с ними детекторы. Разновид-
ностью такого устройства являются коллайдеры
(в переводе — «сталкиватели») Б них частицы
сталкиваются, порождая другие частицы Они раз-
летаются в стороны, оставляя за собой светящие-
ся следы, которые называются треками Их можно
увидеть благодаря таким устройствам, как детек-
торы, которые находятся внутри коллайдеров (или
других ускорителей).
Большой адронный
коллайдер находится
на границе
Швейцарии и Франции
и входит в состав ЦЕРН —
международной организации
ядерных исследований.
Это поистине огромное
строение, представляющее
собой кольцевой туннель,
длина окружности которого
составляет 27 км! Такое
гигантское устройство позволяет
обнаружить самые мелкие
на сегодня частицы Вселенной.
Свое название коллайдер
получил потому, что в нем
сталкиваются адроны (так
называют некоторые составные
элементарные частицы, в том
числе протон и нейтрон).
Часть Большого адронного коллайдера, расположенная
под землей на французской территории.
ЦЕРН, Франция, 25 июня 2019 г.
Неделимое
делимое
Слово «атом», что в переводе означает «неделимый», появилось
еще в Древней Греции. Философы того времени, такие как Левкипп
и Демокрит, считали, что вещество состоит из неделимых,
вечных и неразрушимых частиц — атомов, а также из пустоты
между ними. Так было принято думать на протяжении многих
веков, пока не были открыты элементарные частицы. Оказалось,
что атом - это гораздо более сложная структура. Согласно же
современному определению, он представляет собой наименьшую
часть химического элемента, валяющуюся носителем его свойств,
которая входит в состав как простых, так и сложных веществ.
Демокрит
(ок. 46.0 г. до н.э. —
ок.370г.дон э.) —
древнегреческий
философ, атомист,
впервые показавший,
что все предмете!
состоят из атомов.
Эрнст Резерфорд (1871-1937) — британский физик родом из Новой Зеландии,
один из величайших ученых XX в., лауреат Нобелевской премии — является
автором одной из первых моделей атома — планетарной. Он и другие его
современники показали, что атом сложен и состоит из элементарных частиц (в отличие
от Демокрита, который считал атом неделимым).
Планетарная модель атома.согласно которой электроны вращаются
с округ ядра, как планеты вокруг Солнца, не полностью отражает его
строение. Сегодня считается, что атом почти весь состоит из ядра,
окружающей пустоты и электронных оболочек на его периферии
КАК УСТРОЕН АТОМ?
Атомное ядро состоит из протонов,
которые имеют положительный за-
ряд. и нейтронов, не имеющих заряда.
(Однако ядро атома водорода состо-
ит лишь из одного протона.) Протоны
и нейтроны называются нуклонами (от
латинского слова nucleus — «ядро»).
Ядро окружено электронами Точное
местоположение каждое из них не-
возможно определить, так как элек-
троны не двигаются по четким тра-
екториям, а образуют некое облако
вокруг ядра. Ядро составляет основ-
ную часть атома, электроны же зани-
мают гораздо меньшую его часть.
СОВОКУПНОСТЬ АТОМОВ
С ОДИНАКОВЫМ ЗАРЯДОМ
Подобная совокупность предстаьляет собой хи-
мический элемент У атомов, относящихся к одно-
му химическому элементу, одинаковое количество
протонов и электронов, но разное количество
нейтронов. Такие разновидности называются изо-
топами Сегодня химических элементов, система-
тизированных в таблице Менделеева, —118, изото-
пов же намного больше.
Томсон
Ленард
Атом электрически нейтрален, то есть число положительно заряженных
протонов равно количеству отрицательно заряженных электронов. Если атом
теряет один или несколько электронов или приобретает дополнительные,
он превращается в ион.
КРОШКА-АТОМ
Размеры атомов чрезвычайно малы Их измеряют в таких единицах,
как ангстремы (1010 м) или пикометры (10'12 м), для сравнения, пи-
кометр в триллион раз меньше метра. Например, радиус самого ма-
ленького из атомов — водорода — равен 0,53 ангстрема (или 53 пи-
кометра), атома углерода — 70 пикометров, а атома урана — около
175 пикометров, что тоже очень мало. Например, человеческий волос
по толщине мог бы содержать миллион атомов углерода1 При этом
разглядеть отдельный атом можно только в электронный микроскоп,
причем не каждый. Так, для этого подходят просвечивающие, скани-
рующие или атомно-силовые микроскопы.
Так выглядят отдельные атомы в просвечивающем
электронном микроскопе.
Микромир, видимый
невооруженным
глазом
Не всегда нужно обращаться к сложнейшим
приборам, чтобы увидеть свечение •
мельчайших Частиц мироздания.
Нередко, например, они говорят о своем-
существовании, разворачивая в небе. .
гигантские разноцветные полотна. Да, речь
идет о полярном сиянии, которое чаще
всего видно на высоких широтах, вблизи
от магнитных полюсов Земли.
Чем ближе к магнитным
полюсам Земли, тем чаще
возникают полярные сияния,
хотя при сильных магнитных бурях их
можно видеть гораздо южнее в Северном
полушарии или севернее — в Южном.
4D
РАЗНОЦВЕТНЫЕ ВСПЫШКИ
Полярное сияние — впечатляющее природное явление, возникающее в ре-
зультате столкновения мельчайших частиц солнечного ветра с атмосферой
Земли. Когда частицы солнечного ветра - электроны, протоны и ядра гелия,
которые составляют вещество нашего светила, — сталкиваются’с молеку-
лами и атомами кислорода и азота (реже других элементов), они вызывают
свечение, а также могут провоцировать магнитные бури. Так, атомы кисло-
рода на‘разной высоте светятся красным и зеленым тдветом, молекулы азо-
та — зеленым, фиолетовым, реже синим. Эти удивительные световые вспо-
лохи в небе наглядно доказывают существование микромира.

Молекула — шаг
от микромира
к макромиру
Молекула - это частица, состоящая из атомов, которых
может быть от двух до нескольких миллиардов. Она способна
существовать самостоятельно, сохраняя химические свойства
вещества. Если молекула образована атомами одного и того же
элемента, то она называется простой, и вещество, которое она
составляет, тоже простое. Молекула же, состоящая из атомов
разных элементов, называется сложной, и вещество, которое
она формирует, также сложное.
В капле ь.<ды радиусом
3 мм содержится более
3 секстиллионов ее
молекул. Секстиллион
записывается
как 10’’ или как единица
с 21 нулем. Это в ми ллионы
миллионов раз больше,
чем людей на Земле!
РАЗМЕРЫ МОЛЕКУЛ
величина молекул обычно оценивается в нанометрах (напоминаем, это одна миллиардная метра)
Так, диаметр молекулы водорода составляет 0,2 нм, а диаметр молекулы воды - 0.3 нм. Иногда в описа-
нии молекулы встречаются и другие меры длины, например микрометры или ангстремы.
Размеры молекул различных веществ могут значительно отличаться Одни можно сравнить с крупным
атомом, другие же достигают в длину миллиметра и более Молекулы, состоящие из множества звеньев,
называются полимерами, они достигают сравнительно больших размеров При этом стоит отметить,
что молекулы неорганических веществ обычно меньше, чем молекулы органических.
Молекулы составляют как простые,
так и сложные вещества. Например,
молекула водорода - простая,
поскольку состоит из двух атомов этого
элемента, и сам водород - простое вещество.
А молекула воды — сложная, так как включает
два атома водорода и один атом кислорода,
и вода, соответственно, сложное вещество.
Модели некоторых молекул водорода (Н2), хл.зра (CLJ, соляной
кислоты (НС1), воды (Н О), аммиака (N Н,) и метана CHV
Данная модель молекулы бензола —
органического вещества циклического
строения — имеет внушительные
размеры, чтобы ее легко было изучать.
Реальный же размер такой
молекулы - 0,5 нм.
ОРГАНИЧЕСКИЕ
И НЕОРГАНИЧЕСКИЕ МОЛЕКУЛЫ
Молекулы неорганических соединений обычно не содержат
углерод (хотя есть исключения например, угольная кислота
относится к неорганическим веществам) Зато он является
основой ооганических соединений. При этом к нему часто
присоединяются кислород, водород, фосфор, сера и другие
элементы К органическим соединениям относятся углево-
дороды, спирты, эфиры, органические кислоты, белки, жиры,
углеводы и многие другие вещества Молекулы углеводоро-
де .з могут быть дг аольно крупными, поскольку атомы угле-
рода способны соединяться друг с другом, формируя длин-
ные цепи — прямые, разветвленные или замкнутые Именно
это объясняет разнообразие органических соединений.
ч
Из молекул состоят
все газообразные
и жидкие
при комнатной температуре
неорганические вещества
(кроме ртути), некоторые
твердые неорганические
вещества (в том числе
йод и фосфорная кислота)
и большинство органических
соединений.
<_________________________________/
Гептан —
органическое
вещество, которое
относится
к углеводородам.
Длина его
молекулы —1,15 нм,
или 11,5 ангстрема.
Кристаллы: строгий
порядок частиц
Наверняка вы не раз видели кристаллы, даже не используя увеличительные приборы.
Хотя их можно рассматривать невооруженным глазом, их строение относится
к микромиру. В этих твердых телах атомы, ионы и молекулы располагаются в строго
определенном порядке, который и определяет форму кристалла. Этот порядок
называется «кристаллическая решетка». В ней есть узлы, где расположены частицы,
составляющие кристалл. Одна из важнейших кристаллических решеток — атомная.
В ее основе лежат атомы. Такие кристаллы отличаются высокой прочностью и твердостью.
ПОЧЕМУ АЛМАЗ ТВЕРДЫЙ, А ГРАФИТ МЯГКИЙ?
Удивительно, но и сверкающий алмаз, и скромно окрашенный графит состоят из одного вещества — угле-
рода, хотя кристаллические решетки у них разные Именно строение решетки объясняет, почему ал-
маз твердый, а графит мягкий. Несмотря на ю что эти решетки оказывают такое огромное влияние, их
размеры очень малы. Кристаллы графита состоят из множества тончайших слоев атомов, а расстояние
между ними равно 0 335 нм. Элементарная ячейка алмаза состоит всего из восьми атомов Размер ребра
ячейки — 0,357 нм, а кратчайшее расстояние между двумя соседними атомами — 0,154 нм. Ч^обы распоз-
нать такую крошечную решетку, нужны особые методы — рентгеноструктурный анализ и мощнейшие
электронные микроскопы.
Графит
На рисунке представлены
кристаллические
решетки алмаза
и графита, выяснить
тонкое строение которых
удалось только благодаря
современным научным

Многогранные кристаллы симметричны. Если провести через центр такого
кристалла одну или несколько воображаемых линий или плоскостей,
то можно увидеть, что он состоит из одинаковых, равных частей. Но эту
симметрию не всегда можно распознать на глаз — как правило, для этого требуется
микроскоп.
РАЗНОЦВЕТНЫЕ КРИСТАЛЛЫ - ТАЙНЫ МИКРОМИРА
Алмазы бывают разных цветов,и причина этого кроется в микромире стоит только разобраться ь составе
этого минерала Так, помимо атомов углерода, в алмазе могут присутствовать примеси других элементов
Например, бор придает алмазу голубой оттенок, железо — желтый, а марганец — красный. После тща-
тельной огранки алмаз превращается в бриллиант - сияющее украшение, восхищающее своей красотой.
Необработанный
кристалл алмаза.
А вот так выглядит
желтый бриллиант,
содержащий
Белый «истый бриллиант
без примесей.
Желтый бриллиант.
КРЕМНИЙ, ВЫРАЩЕННЫЙ
В ЛАБОРАТОРИИ
Кремний — один из самых важных элементов земной
коры. Как правило, он встречается в соединениях с други-
ми веществами. Чистый же кремний — большая редкость,
поэтому его кристаллы выращивают искусственно Имен-
но из них создают микросхемы. Кристаллический кремний
бывает трех видов, монокристаллический (однородный),
д|. эйниковый (состоящий из двух или трех зерен) и поли-
кристаллический (состоящий из множества зерен).
Кристаллическая решетка кремния
напоминает алмазную, но, в отличие
от алмаза. он хрупок. Однако при этом
является прекрасным полупроводником,
благодаря чему и используется в технике.
атомы железа,
под микроскопом.
Микрочипы из кристаллического кремния
переливаются всеми цветами радуги.
Замок из песка —
хрупкий микромир
Каждый в детстве строил замки из песка, перебирая крохотные песчинки в руках.
Наверняка вы заметили, что песок состоит из мелких зерен горных пород. Размеры
этих зерен - от 0,1 до 5 мм: их можно разглядеть невооруженным глазом, если
зрение хорошее, но гораздо удобнее рассматривать песчинки с помощью лупы
или микроскопа. Основа песка — кварц, самый распространенный минерал земной
коры. Однако из него состоят не только обычный песок, но и такие красивые камни,
как горный хрусталь, аметист, агат и другие самоцветы. Интересно, что все эти
минералы, как и алмаз с графитом, относятся к атомным кристаллам.
НЕВИДИМЫЕ КРИСТАЛЛЫ
Вот так выглядят
частицы песка
под микроскопом
с увеличением
в 400 раз.
Атакой микромир
скрывает в себе
камень агат.
Разновидностью кварца является агат, однако его кристаллы, точнее, зерна, на-
столько маленькие - не более 0,005 мм, что различить их форму невозможно даже
при самом большом увеличении микроскопа Только особые способы, например
рентгеноструктурный анализ или особое освещение, помогут в его изучении
Секреты
поваренной соли
Обычная поваренная соль, которую мы используем в приготовлении пищи, относится
к ионным кристаллам. Эти вещества состоят не из атомов, а из ионов — заряженных
частиц, связанных между собой электростатическим взаимодействием. Ионные
кристаллы твердые, тугоплавкие, нелетучие. К таким веществам относятся галогеновые
соли и оксиды металлов. Например, хлорид натрия - это и есть поваренная соль,
которая имеет такое же строение и состав, как и каменная соль.
Ион хлора,
растворенный
з воде
Ион хлора
Ион натрия
Кислород
Водород
ПРИВЫЧНЫЙ ПРОДУКТ ПОД МИКРОСКОПОМ
Когда мы в повседневной жизни говорим «соль»,то имеем в виду именно поваренную соль. Добавляя
ее в пищу, мы видим кристаллы, и чем соль мельче, тем, соответственно, меньше и кристаллики Их раз-
меры могут варьироваться от менее 0,8 мм до 4 мм Поэтому некоторые кристаллики соли можно хо-
рошо разглядеть только с помощью мощной лупы или светового микроскопа. А вот изучение тонкого
строения этого кристалла требует использования гораздо более мощных приборов
главный источник поваренной соли
Галит — это природная каменная соль, месторождения которой занимают огромные территории по всему
миру Именно из нее получают поваренную соль. Кристаллы галита имеют кубическую форму и могут
быть самых разных цветов - от бесцветного и белого до голубого, желтого и розового Цвет зависит
от различных примесей, которые содержатся в соли
Прозрачный галит — минерал, состоящий из кристаллов
хлорида натрия.
Голубой оттенок галиту придают примеси натрия.
—
Поваренная соль — единственный минерал, который люди употребляют
в чистом виде. Он очень важен для нас, так как поддерживает водно-солевой
баланс в организме каждого человека.
Снежинка
и витамин С —
что общего?
4D
Вода - это основа жизни, и она окружает нас повсюду. Она может быть жидкой
или твердой. Когда вода замерзает, мы можем рассмотреть ее кристаллическую
структуру. Эти кристаллы — молекулярные в основе их кристаллической решетки
лежат молекулы. Внутри молекул атомы связаны очень крепко, а вот связи между
самими молекулами слабее. Поэтому молекулярные кристаллы такие твердые
и прочные, как атомные. В природе встречается много молекулярных кристаллов —
и это не только вода, но и белки, и нуклеиновые кислоты, и даже витамин С.
СНЕЖИНКИ - ЛЕДЯНЫЕ КРИСТАЛЛЫ
р-сем прекрасно знакомы самые распространенные кристаллы. Это они
падают с неба каждую зиму, это их узоры вы рассматриваете, когда
они опускаются вам на ладони, это они сверкают под зимним солнцем
яркими гранями и скрипят у пас под ногами, рассыпаясь, когда ды идете
по снегу. Речь идет о снежинках и ледяных иглах — кристаллах воды.
Все они незелики: размер самых маленьких снежинок — доли милли-
метра, а самые большие могут достигать нескольких сантиметров Что-
бы рассмотреть их поближе и заметить все детали, лучше использовать
увеличительные приборы, такие как лупа или микроскоп.
Так выглядит снежинка под микроскопом
И фотографировать, и помещать под микроскоп их надо
очень быстро — иначе они начинают утрачивать свою форму.
Снежки, которые мы лепин зимой, — самый настоящий
микромир, ведь они тоже состоят из мельчайших
кристалликов.
□металлов
Кристаллы льда, как и другие кристаллы,
имеют симметричную структуру, то есть
состоят из одинаковых частей. У льда
симметрия шестиугольная, поэтому снежинки
тоже имеют шестиугольную форму. Однако все
они очень разнообразны: только основных типов
насчитывается более сорока, а найти две абсолютно
одинаковые снежинки, как считают ученые,
вообще невозможно.
КРАСОТА КРИСТАЛЛОВ ПОД МИКРОСКОПОМ
Знаете ли вы, нем полезны капуста или лимоны? Они содержат витамин С, также известный как аскорби-
не зая кислота. Этот витамин необходим дпя здоровья, поэтому он продается в виде таблеток или шари-
ков. Бели растворить витамин С, а затем высушить его на предметном стекле и рассмотреть под световым
микроскопом, вы увидите крупные кристаллы, которые он образует. Особенно красиво они выглядят
с поляризованном свете. Н от такой микромир скрывается в обычной таблетке!
Кристаллы витамина С в поляризованном свете
под микроскопом очень разн. >6разны и многоцветны.
А так выглядят кристаллы сахара, если посмотреть на них
в микроскоп со встроенным поляризатором.
Пучок света состоит из множества волн, направленных в разных плоскостях.
Если выделить из этого пучка волны, которые лежат в определенной
плоскости, получится поляризованный свет. Под его воздействием предметы
меняют свой цвет. Для создания поляризованного света используют специальные пленки
или приборы-поляризаторы, которые можно подключить, например, к микроскопу.
Металлы знакомы человеку с древних
времен. Именно благодаря металлическим
предметам появилась современная
цивилизация. Но изучать эти вещества
с помощью микроскопа начали лишь
около 200 лет назад, в 1831 г. С тех пор
ученые сделали множество открытий:
они изучили микроструктуру поверхности
металлов и их кристаллическое
строение. Оказывается, металлы тоже
являются кристаллами! Их атомы
и ионы располагаются в узлах
кристаллической решетки, которую
называют металлической. При этом
кристаллы образуют не только чистые
металлы, но и их сплавы. Сегодня
благодаря современным приборам
мы можем заглянуть в этот удивительный
металлический микромир.
КОРРОЗИЯ
ПОД МИКРОСКОПОМ
Микроскоп играет важную роль в борьбе с кор-
розией металлов — разрушительным процессом,
который происходит, когда поверхность металла
(главным образом железа или его сплава с углеро-
дом — стали) начинает окисляться под воздействи-
ем кислорода из воздуха. (Оказывается, кислород,
необходимый для жизни, вреден для металличе-
ских изделий.) Иногда коррозия останавливается,
и образовавшийся слой оксида железа защищает
внутренние слои металла от дальнейшего разру-
шения. И чем больше увеличение микроскопа, тем
дальше мы проникаем в тайны коррозии и строе-
ния самого металла
Здесь электронный микроскоп показывает тончайшее
строение поверхности чугуна, тронутого коррозией.
Так выглядит тонкий срез железной руды
докембрийского периода в поляризованном свете
под микросокопом
скелетный висмут
Иногда, чтобы увидеть мельчайшие детали кри-
сталла, достаточно сделать макрофотс-графию
Такие снимки очень эффектны Особенно краси-
во выглядит искусственно выращенный кристалл
висмута Впрочем, и природные кристаллы этого
металла почти такие же Подобные кристаллы на-
зываются скелетными, потому что их ребра и вер-
шины растут быстрее, чем грани. Вот и получаются
такие необычные ходы. А радужные переливы соз-
дает оксидная пленка
Макрофотография кристалла висмута.
Расплавленный висмут под микроскопом.
САМОРОДНОЕ ЗОЛОТО
Золото, как и другие металлы, имеет кристаллическую структуру Однако
многогранные кристаллы золота встречаются редко Чаще его находят в виде
зерен неправильной формы, иногда микроскопических размеров Поверх-
ность самородного золота под микроскопом выглядит неровной, блестящей
и завораживающе красивой
Поверхность
самородного золота
под микроскопом.
f ....................
Живые
организмы,
которые
растут, питаются
и размножаются,
требуют для всего этого
особых молекул —
биологических. Это
белки, жиры, углеводы,
нуклеиновые кислоты.
Их строение тоже
относится к микромиру.
Жизнь
под микроскопом
Жизнь, таящая в себе микромир,
существует и под землей,
и на ее поверхности, и даже в воздухе.
И, конечно, кипит в воде — там, где
она впервые и зародилась. Водой
покрыто три четверти поверхности
нашей планеты, причем большую
часть занимают соленые воды
Мирового океана. Мы можем видеть
в реках и морях стремительных
рыб и медлительных моллюсков,
гигантских китов и ловких дельфинов.
Но есть в водах и микроскопические
существа — бактерии, простейшие,
крохотные водоросли. Их поистине
огромное количество: в 1 мл воды
Мирового океана содержится
от 104 до 107 клеток в зависимости
от глубины, а в 1 мл озерной
воды — в среднем 106 клеток
на 1 мл. И это только клетки,
а есть же еще и вирусы! Весь этот
невидимый мир носит название
«микробиом», и разглядеть его
представителей по отдельности
можно лишь под микроскопом. Хотя
некоторые из них вызывают цветение
или свечение воды и видны, так
сказать, в массе, а также составляют
часть планктона. Водный, главным
образом океанический, микробном
особенно важен для планеты.
Он влияет на климат, участвует
в круговороте веществ и фотосинтезе.
Так мельчайшие организмы играют
поистине глобальную роль.
СТРОЕНИЕ ЖИВЫХ
ОРГАНИЗМОВ
Все живые организмы (кроме
вирусо!], которые, в сущно-
сти, организмами не являются)
состоят из клеток, крохотных
структур, которые несут в себе
наследственную информацию,
осуществляют обмен веществ,
и практически все способны к
воспроизведению Клетка име-
ет мембрану и цитоплазму, в ко-
торой плавают органеллы — кро-
шечные органы. У клеток расте-
ний, животных и грибов имеется
ядро Такие организмы называ-
ются эукариотами У бактери-
альных клеток ядра нет, и они от-
носятся к прокариотам
28
Биомолет гулы и их «объединениях

Белки — строители
и защитники
нашего тела
Белок - это основа нашего организма и важная часть того, что мы едим. А знаете
ли вы, что белки представляют собой особые биологические молекулы? Они участвуют
в построении клеток и обеспечивают процессы, благодаря которым мы живем. Белки
настолько малы, что их строение можно изучить только с помощью современных
научных методов. Эти молекулы открывают перед нами удивительный микромир!
ЗАДАЧИ БЕЛКОВ
Белки — это полимеры,то есть длинные цепочки, состоящие из небольших молекул, которые называются
«аминокислоты». Они очень разнообразны и выполняют множество важных функций в организме Бел-
ки не только строят наше тело, но и защищают его, а также помогают ему восстанавливаться. Например,
ферменты ускоряют биохимические реакции, поэтому их называют биологическими катализаторами.
Белки актин и миозин обеспечивают работу мышц, антитела защищают организм от чужеродных микро-
организмов, а гемоглобин переносит кислород к клеткам
Модель белка коллагена. Этот белок, состоящий из трех
спиралей, отвечает за состояние кожи, сухожилий,
костей. Он является самым распространенным белком
у млекопитающих, а значит, и у человека Длина цепочки
коллагена — Э00 нм, а ширина - 1,5 нм
Бели ок актин (нити красного цвета) и белок тубулин
(окрашенный зеленым цветом) в клетках кожи чел- чека
под флюоресцентным микроскопом.
Удивительно, но в природе для построения
всего многообразия белков используется лишь
22 аминокислоты. Одни аминокислоты организм
может синтезировать сам, а другие он должен получать
с пищей. Эти аминокислоты называются незаменимыми.
Кристаллы одной
из аминокислот —
валина — под микроскопом
с увеличением в 40 раз.
ФОРМЫ И РАЗМЕРЫ БЕЛКОВ
Молекулы белков могут иметь разную форму, которая зависит от того, как устроена сама молекула Пер-
вичная структура — это простая цепочка аминокислот, во вторичной между некоторыми аминокисло
тами образуются связи, в третичной молекула может скручиваться в шарик или частицу иной формы.
Если молекулы с третичной структурой объединяются вместе, то они образуют четвертичную структуру
От структуры зависят размеры белковых молекул. Так, шарообразные белки имеют диаметр 10-30 нм.
У нитчатых молекул диаметр составляет 5-15 нм, □ длина может достигать 10-30 нм Наблюдаются и бел-
ки-палочки диаметром 10-20 нм и длиной 100-300 нм. Истречаются и гигантские молекулы, достигаю-
щие в длину микрометра.
Титин — один
из белков скелетных
мышц. Диаметр его
молекуле! — 3-4 нм,
а длина превышает
1 мкм. Благодаря
таким размерам
титин считается
самым большим
белком.
польза и вред
Слово «жир» знакомо всем, и часто, когда мы его слышим, то думаем о лишнем весе
или вкусной еде. Но на самом деле всё гораздо сложнее. Жиры — это часть большой
группы веществ, называемых липидами. Они состоят из биологических молекул,
которые тоже относятся к микромиру и выполняют множество важных функций
в нашем организме. Липиды входят в состав клеточной мембраны, производят
и запасают энергию, принимают участие в сигнализации внутри клеток и между ними
и даже играют роль в нашем зрении.
Эти клетки не зря
называются жировыми.
каждую из них почти
полностью заполняют
молекулы липидов. И даже
ядро, окрашенное здесь
красным, они оттеснили
к самой мембране.
МИЛЛИОНЫ
МОЛЕКУЛ липидов
Молекулы липидов разнообраз-
ны по формам и величине. Многие
из них имеют размеры в диапазоне
от нескольких нанометров до де-
сятков нанометров в длину. В лю-
бом случае они очень малы. Пред-
ставьте себе, что только в 1 мкм2
биологической мембраны содер-
жится миллион липидных молекул.
Двухслойная клеточная мембрана
Липидные молекулы — строители
клеточных мембран.
ЧТО ТАКОЕ ЛИПИДЫ?
С точки зрения химии простые липиды — это сложные эфиры спирта и жирных кислот (триглицериды),
собственно жиры Сложные же липиды представляют собой производные спирта, высокомолекулярных
жирных кислот, а также остатков других соединений - например, фосфорной кислоты, азотистых осно-
ваний, углеводов и других. Липидами также называют и другие вещества, которые не являются произво-
дными жирных кислот, например холестерин (он же холестерол).
Частицы липопротеинов,
содержащие холестерин.
Размер молекулы холестерина составляет
примерно 1,0-1,5 нм Она состоит
из 27 атомов углерода, 46 атоме-е, водорода
и 1 атома кислорода.
Чтобы перемещаться
по крови, молекулы
липидов соединяются
с белками и образуют
шарики, которые называются
«липопротеины». То же происходит
и с холестерином. Однако одна
из его форм, с низкой плотностью,
может откладываться на стенках
сосудов, образуя бляшки.
В результате такое важное
для жизни вещество, необходимое
для синтеза гормонов и витаминов,
в данном случае приносит вред.
Холестерин
с высокой плотностью
(«хороший»)
Холестерин с низкой
плотностью («плохой»)
Углеводы —
источник энергии
Сладкий сахар, который все мы в том
или ином виде употребляем в пищу, тоже
состоит из биологических молекул —
углеводов. Они бывают очень разными —
это и целлюлоза, и крахмал, и глюкоза —
и выполняют множество важных задач.
Углеводы - основной источник энергии
и опора для всего организма. Недаром эти
вещества составляют 80 % сухой массы
растений. Углеводы состоят из углерода,
кислорода и водорода, формально —
из углерода и воды, отсюда и их название.
Молекулы углеводов бывают самой
разной длины. Если они состоят
из одного звена (мономера), их называют
моносахаридами. Если в составе от двух
до десяти звеньев - это олигосахариды,
а если звенье -. много — полисахариды.
Моносахариды и олигосахариды
представляют собой хорошо известные
всем сахара.
САМЫЕ
МАЛЕНЬКИЕ
УГЛЕВОДЫ
Самые маленькие молекулы угле-
одое называются моносахарида-
ми Наиболее известные из них —
это глюкоза, фруктоза и сахароза,
которые мы знаем как обычный
сахар Интересно, что молекула
сахарозы состоит из частей глю-
козы и фруктозы, А тот сахар, ко-
торый проверяют в крови при за-
боре анализов, — это глюкоза.
Сахароза состоит из двух частей — молекул глюкозы и фруктозы Однако сам
сахар как вещество имеет не молекулярное, а кристаллическое строение
МАКРОМОЛЕКУЛЫ -
КРАХМАЛ, ГЛИКОГЕН
И ДРУГИЕ
Длину макромолекул — полимеров — измеряют
как в нанометрах, так и по количеству мономеров,
из которых они состоят Например, известный всем
крахмал с формулой (С Н10О$)п — это смеси двух
полисахаридов — амилозы и амилопектина Моно-
мером обоих является альфа-глюкоза Амилоза -
простая длинная цепочка, в каждой ее молекуле
примерно 1000 остатков глюкозы Амилопектин
же имеет разветвленную структуру, в отдельных
линейных (прямых) его молекулах содержится
20-30 таких единиц Еще один растительный по-
лисахарид, состоящий из глюкозы, — это цел-
люлоза, или клетчатка. Она играет роль опорного,
структурного материала для растений Древеси-
на, например, состоит из целлюлозы на 50-70 %,
а хлопок - практически на 100 %. В животном
мире встречаются и другие полисахариды, такие
как гликоген и хитин.
Молекулы азотсодержащего полисахарида хитина
образуют внешний скелет членистоногих.
Белые коробочки хлопчатника
полностью состоят из целлюлозы.
Макромолекулы целлюлозы могут содержать от 2и00 до 25 000 остатков
глюкозы. В стенке растительной клетки они организованы в микрофибриллы.
В каждой микрофибрилле имеется 36 молекул (по другим данным — более 50).
Какая молекула
самая большая?
О самых знаменитых биологических молекулах вы, вероятно, слышали уже не раз.
Нуклеиновые кислоты - дезоксирибонуклеиновую (ДНК) и рибонуклеиновую
(PI IK) — смело можно назвать основой живой материи. ДНК хранит наследственную
информацию, а РНК не только хранит, но и передает ее и отвечает за синтез белков.
ДНК — знаменитая двойная спираль — находится в клеточном ядре, образуя вместе
с белками особые структуры — хромосомы, также она имеется в митохондриях
цитоплазмы. РНК можно обнаружить и в ядре, и в цитоплазме. РНК бывает разных
размеров, а ДНК состоит из десятков миллиардов атомов и является самой большой
молекулой в мире — она настолько большая, что ее можно увидеть невооруженным глазом!
ДЛИНА ДНК
В ядре любой клетки содержится столько молекул
ДНК,сколько в ней имеется хромосом,количество
которых зависит от биологического вида. Напри-
мер, у человека в соматической (неполовой) клет-
ке 46 хромосом, । половой — 23 Размер каждой
молекулы зависит от величины хромосомы. Самая
большая хромосома человека — первая (7-10 мкм)
длина ее молекулы ДНК достигает 7,5 см. Но есть
в ядре хромосомы и поменьше, поэтому средняя
длина молекулы ДНК примерно равна 4 см Неуди-
вительно, что ДНК находится в хромосоме в очень
скрученном виде, иначе она просто не помести-
лась бы ни в ядре, ни в клетке. Что же касается мо-
лекул PH К, то они гораздо меньше
Если все
молекулы
ДНК
во всех клетках нашего
организма объединить
в одну цепочку, то их
общая длина превысит
расстояние от Земли
до Солнца в 6(>0 раз!
ДНК клеточного ядра находится
в хромосомах и вместе
с белками-гистонами является их
составляющей.
Биомолекулы и их
СТРОЕНИЕ НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ
Нуклеиновые кислоты сходны по структуре, но имеют и существен-
ные отличия. Например, молекула ДНК — это длинная цепочка,
состоящая из повторяющихся звеньев, которые называются нукле-
отидами, Каждый нуклеотид включает три элемента: сахар (дезокси-
рибоза), остаток фосфорной кислоты и одно из четырех азотистых
оснований — аденин, гуанин, цитозин или тимин. Азотистые осно-
вания соединяются между собой по строгому правилу: аденин всег-
да связывается с тимином, а гуанин — с цитозином Благодаря этому
формируется двойная спираль ДНК.
РНК, в отличие от ДНК,обычно состоит из одной цепочки,хотя бы-
вают и другие формы. Вместо дезоксирибозы в ее составе находит-
ся рибоза, а вместо тимина — другое азотистое основание — урацил.
Схема молекул
нуклеиновых
КИСЛОТ.
В некоторых вирусах содержится
только молекула РНК. Она в таком
случае и является единственным
носителем наследственной
информации
Эта модель молекулы ДНК
позволяет погрузиться в тайны
микромира
Дезоксирибонуклеиновая
кислота (ДНК)
Рибонуклеиновая
кислота (РНК)
Аденин
Цитозин
Гуанин
Урацил
Молекулы ДНК, если их специально выделить из клеток крови или другой
ткани, видны невооруженным глазом как белая нить (иногда спутанная
и скрученная) или белое полупрозрачное вещество, похожее на медузу.
Разумеется, так видна не одна молекула, а множество. А для того чтобы различить
структуру отдельной молекулы, нужны очень мощные электронные микроскопы.
Крошечные
источники
глобальных
эпидемий
Сердцевина
Капсид
(белковая
оболочка)
ДНК или РНК
Гликопротеиногые
шипы
Строение вируса.
Суперкапсид
(дополнительная
оболочка)
Вирусы невидимы
невооруженным глазом, зато
вред, приносимый ими, очень
хорошо заметен Проникая
в клетки организма,
они вызывают болезни,
такие как оспа, корь, грипп,
коронавирусная инфекция.
Эти заболевания настолько
заразны, что вызывают
эпидемии. Причем поражают
вирусы не только людей
и животных, но и растения,
и даже клетки бактерий.
Сами же по себе вирусы - это
крошечные частицы, основу
которых составляют
нуклеиновая кислота
(Д1IK или РНК) и белковая
оболочка капсид. Вирусы
могут жить и размножаться
только внутри клеток другого
организма, используя их
вещества. Поэтому их считают
чем-то средним между живой
и неживой материей.
Вирусная частица,
состоящая
из нуклеиновой кислоты
и капсида и находящаяся вне
живого организма, носит название
«вирион».
РАЗНООБРАЗИЕ ВИРИОНОВ
Вирионы могут иметь самые разные формы. Это и палоч-
ки, и нити, и сферы, и спирали, и многогранники, и дру-
гие довольно сложные структуры. Интересно отметить,
что многогранники, доиильно широко распространен-
ные среди вирусов, обычно имеют двадцать граней и на-
зываются икосаэдрами
38
Вирусы
бактерии
РАЗМЕРЫ ВИРУСОВ
вирусы малы настолько, что большинство из них не увидишь даже с помощью светового микроскопа Од-
нако еще в 1892 г, русский ученый Д И. Ивановский доказал, что существуют возбудители заболеваний,
которые гораздо меньше бактерий. А в 1898 г. голландский исследователь М Бейеринк назвал их филь-
трующимися вирусами. Увидеть же эти удивительные структуры смогли только в XX в. благодаря элек-
тронному микроскопу Диаметр большинства известных вирусов составляет от 20 до 3( 0 нм. Однако су-
ществует особая их разновидность — филозирусы: их длина достигает 140L- нм, хотя диаметр всего 80 нм.
Модель содержащего ДНК вируса
гепатита В Размер его вириона
очень мал — 42-45 нм.
Размеры коронавируса колеблются
между 50 и 200 нм.
Размеры вируса гепатита С —
от 30 до 60 нм.
Размеры вируса натуральной оспы составляют 200-350 нм, так
что он считается одним из самых крупных. Этот вирус очень опасен —
страшная болезнь, которую он вызывает, за долгие тысячелетия истории
человечества убила или обезобразила миллионы людей. К счастью, в XX в. она была
побеждена с помощью массовой вакцинации. Сегодня образцы этого вируса хранятся
за надежными стенами двух лабораторий — в России и США. И если все же окажется,
что он сохранился в природе каких-то отдаленных уголков планеты и вдруг вернется,
то ученые уже готовы создать против него новые сильные вакцины и лекарства.
Бактерии —
карлики и гиганты
Бактерии вездесущи, при этом одни из них необходимы для нас, а другие приносят
вред. Сама по себе бактерия — это одноклеточный организм, чей генетический
материал представляет собой одну кольцевую хромосому без ядерной оболочки —
нуклеоид. Бактерии не принадлежат ни к растениям, ни к животным, а выделены
в отдельное царство и относятся к прокариотам. Клеточная оболочка у бактерий
обычно защищена прочной стенкой, которую можно преодолеть с помощью различных
лекарств.
Строение
бактериальной
клетки.
Типы бактерий по форме
БибрИОНв!
бацилл
Спорообразующая
палочка — возбудитель
ботулизма
Диплококки
Тетракокки
Бациллами
называют
бактерии
палоч ковидной
формы, поэтому
в названиях одной
и той же бактерии
часто встречаются и тот
и другой термин.
-	J
Стафилококки
- Стрептококки —
цепочки из кокк^г
КАК РАЗЛИЧАЮТ БАКТЕРИИ?
Чтобы различать бактерии под микроскопом, требуется не только увеличение, но и соответствующая
обработка. В 1884 г датский врач Ганс Кристиан Грам предложил способ окраски бактерий, который впо-
следствии был назван его именем. Согласно этому методу, препараты окрашивают в несколько этапов
особым образом Бактерии с толстой клеточной стенкой при этом оказываются синими (их называют
грамполсжительными), а бактерии с тонкой клеточной стенкой становятся красными (грамотрицатель*
ные) Данный метод помогает дифференцировать бактерии, распознать их, что необходимо н медицине,
биологии и технологиях
Грамотрицательные бактерии под микроскопом.
Грамположительные бактерии под микроскопом.
ОТ МИКРОСКОПИЧЕСКИХ ДО КРУПНЫХ
Обычно размеры бактерий не превышают 0,5-5 мкм и длину. Самые крохотные из них находятся на ниж-
ней грани возможности светового микроскопа. Известны также и бактерии-гиганты, которые можно уви-
деть невооруженным глазом Так, открытая недазно на острсвах Карибского моря Thiomargarita magnifies
(название переводится как «великолепная серная жемчужина») вырастает до 2 см в длину Кроме того, она
имеет сложное строение — ее можно даже назвать переходным звеном между бактериями и простейши-
ми эукариотами
Тиомаргарита магнифика
диаметр — 0,75 мм,
длина - 1 см
увеличение
Десятикратное
увеличение
Пневмококк:
Диаметр — 0.25-1,25 мкм,
диаметр —
2-1G мкм
Микоплазма
диаметр —
около 0,3 мкм
Бактерии —
маленькие
и большие
Осциллатория
принцепс
диаметр — 40- 50 мкм
2 мм
Эпулописциум фишелсони,
диаметр — около 80 мкм,
длина — 200-700 мкм.
Невидимые враги
Множество бактерий редят человеку и животным, выделяя ядовитые
для многоклеточного организма продукты своей жизнедеятельности. С ними
борются защитные силы организма (иммунитет) и, конечно, вакцины и лекарства.
Одни болезнетворные бактерии спокойно существуют внутри нашего тела годами,
не причиняя вреда, и проявляются только тогда, когда ослабнет иммунитет.
А другие, как и вирусы, проникают извне, например с грязной водой, продуктами
или через воздух - через капельки слюны больных людей, и вызывают недуги. Поэтому
чтобы избежать бактериальных заболеваний, так же как и вирусных, важны гигиена
и осторожность.
НЕСУЩИЕ ОПАСНОСТЬ
Разные бактерии поражают разные органы и системы органов и приводят к различ-
ным болезням. Например, есть стрептококки (они же пневмококки), вызывающие Некоторые
воспаление легких — бактериальную пневмонию. Сальмонеллы нападают на пище- бактерии,
верительную систему, приводя к сальмонеллезу. Шигелла вызывает дизентерию, поражающие
внутренние
а хеликобактер пилори, размножаясь в желудке, может приводить к язве. Некоторые органы
из этих болезней очень опасны, благо, что сегодня от них существуют лекарства	человека.
Вирусы и ба
ПАЛОЧКА КОХА
8 прошлом много бед приносил туберкулез лег-
ких, который называли чахоткой. Иногда болезнь
была скоротечной, но чаще всего она длилась го-
дами и не щадила ни богатых, ни бедных, ни детей,
ни взрослых, приводя к ранней смерти Туберкулез
и в наши дни очень опасен Еще в 1Й82 г немецкий
ученый Роберт Кох открыл причину болезни — бак-
терию, которую впоследствии назвали палочкой
Коха. А сегодня туберкулез научились успешно
лечить, главное — вовремя его распознать.
Палочки Коха, окрашенные
в красный цвет, хорошо
иидны под микроскопом уже
при 100-кратном увеличении.
Эю 'рамположительные бактерии
длиной от 1,5 до 4 мкм и шириной
от 0,2 до 0,5 мкм.
Палочки Ко«а, поселившиеся я легких, — повод для серьезною
и продолжительною лечения
Слово «чума» веками вызывало страх, потому что эта болезнь приводила
к опустошительным эпидемиям, унося миллионы жизней. Уберечься от нее
можно было, только соблюдая строгий карантин. Заболевшие же умирали
почти все. Немногие выжившие могли благодарить за спасение только защитные силы
своего организма. В 1894 г. бактериолог Александр Йерсен обнажил возбудителя —
бактерию, которой в честь первооткрывателя дали название Yersinia pestis.
А уже в XX в. благодаря антибиотикам чума стала излечимой.
Грамотрицательная
бактерия —возбудитель
чумы — очень маленькая. Ее длина —
1-3 мк Это коккобацилла — палочка
с округлыми концами. Здесь она
изображена с ДНК, плазмидами
и рибосомами
Микробном —
сообщество
мельчайших частиц
Многие бактерии не вредны, а, напротив, очень полезны и даже необходимы нам.
И наш организм является для них родным домом. Они помогают переваривать
пищу, защищают от болезнетворных микроорганизмов, улучшают иммунитет,
производят нужные соединения, например аминокислоты. В теле человека живут
также микроскопические грибы, простейшие, вирусы. Все вместе это называется
«микробном». Так же именуют и генетический материал всех этих микроорганизмов.
А вот сообщество микроорганизмов, обитающее в отдельной области тела,
например в кишечнике или во рту. называют микрофлорой или микробиотой. Таких
микроорганизмов очень много - их масса в организме человека составляет до 3 кг!
Среди бактерий, населяющих человеческий организм,
самыми известными и многочисленными являются
следующие: стафилококки, стрептококки, кишечная
палочка, лактобактерии, бифидобактерии, микрококки
и другие
Бактерии просвете кишки.
МИКРОФЛОРА КИШЕЧНИКА
В кишечнике человека обитает около 50 трлн микроорганизмов, что в 1,3 раза превышает число соб-
ственных клеток нашего тела. Причем весят эти микроорганизмы около 2 кг, то есть большая часть всего
микробиома приходится именно на кишечник Велико и разнообразие кишечной микрофлоры — поряд-
ка 500 видов бактерий. Они находятся с организмом в симбиозе, мирно сосуществуя и друг с другом,
и с человеком, хотя иногда микрофлора способна наносить и вред.
КИШЕЧНАЯ ПАЛОЧКА
Она, пожалуй, самая знаменитая из всех микроскопических обитателей нашего
организма. Кишечная палочка распространена в кишечнике у всех теплокров-
ных животных — то есть птиц и млекопитающих, включая человека Большин-
ство штаммов (культур, разновидностей) этой бактерии безвредны и даже не-
обходимы: они синтезируют необходимый для организма витамин К, помогают
бороться с вредоносными микробами, используются как лекарства Но некото-
рые штаммы кишечной палочки способны приводить к тяжелым отравлениям.
Кишечная
палочка — бактерия
длиной 1-3 мкм
и шириной
0,5-0.8 мкм — широко
используется в науке
и биотехнологиях,
в том числе для синтеза
инсулина.
БИФИДОБАКТЕРИИ
Бифидобактерии — это первые бактерии, ко-
торые поселяются в организме человека сра-
зу после рождения У детей, которых кормят
грудным молоком, бифидобактерии составля-
ют 80-90 % всей микрофлоры Эти бактерии
защищают малышей от кишечных инфекций
и вредоносных микробов. Кроме того,они уча-
ствуют в пищеварении расщепляют компо-
ненты грудного молока на полезные вещества,
а также вырабатывают аминокислоты и вита-
мины. По мере взросления ребенка бифидо-
бактерии постепенно сменяются микрофло-
рой, характерной для взрослого организма
Бифидобактерии представляют
собой крохотные палочки длиной
не более 32 мкм.
1
Многие бактерии в высушенном виде входят
в состав лекарств — пробиотиков. Таким
образом крошечные живые организмы
служат нашему здоровью.
Микроскопические
создатели сыра
и йогурта
Любите ли вы молочные продукты — сметану, сыр, простоквашу, йогурт? А ведь их
невозможно было бы приготовить, если бы не молочнокислые бактерии, из которых
делают специальную смесь — закваску. Интересно, что ее изготавливали веками, даже
не подозревая, что она состоит из бактерий, и ничего не зная об их существовании.
И только г XIX в. стало понятно, что молочнокислые бактерии - это микроорганизмы,
которые приводят к особому процессу - брожению, в результате которого образуется
молочная кислота и другие продукты.
Продукты, для производства
которых используют
молочнокислые бактерии,
очень полезны.
Лактококкус лактис
постоянно встречается
в скисшем молоке.
Он представляет собой
сферические или овальные
клетки размером
0,5-1,2 * 0,5-1,5 мкм.
Они обычно соединены
попарно, а также могут
встречаться в виде коротких
цепочек.
КАК СКИСАЕТ МОЛОКО?
Молоко состоит из белков, а также молоч-
ного сахара лактозы и жира Молочнокис-
лые бактерии особенно хорошо размно-
жаются при температуре 30-40 градусов,
перерабатывают лактозу и выделяют мо-
лочную кислоту Белок при этом посте-
пенно оборачивается, а через день-другой
при благоприятных для бактерий условиях
молоко скисает полностью
РАЗНООБРАЗИЕ И ЕДИНСТВО
Молочнокислые бактерии разнообразны, но в целом по форме их можно разделить на лактококки
(имеющие шаровидную форму) и лактобациллы, или лактобактерии (в основном палочки). Самые из-
вестные из них — молочнокислый лактококк (лактококкус лактис), болгарская палочка, термофильный
стрептококк, который, несмотря на свою форму, относится к лактобактериям. Термофильный стрепто-
кокк используется для производства сыров, ряженки и других продуктов, а также вместе с болгарской
палочкой - для получения йогурта. Лактококкус лактис входит и закваски для получения сыра, сметаны
и многого другого
Клетки термофильного стрептококка овальные
или шаровидные, их диаметр — 0,7-1,0 мкм, часто
они объединяются в длинные цепочки.
Лактобациллы не только производят молочные
продукты, еще они являются частью микрофлоры
человека
Молочнокислые
бактерии находят
широкое применение:
их используют для выпечки
хлеба, квашения капусты,
производства пробиотиков,
лекарств, получения молочной
кислоты. Их роль в природе
огромна, ведь они обитают
не только в молоке, но и на коже
животных — от млекопитающих
до рыб, а также на поверхности
растений, включая листья, зерна
и плоды.
Болгарская палочка названа так потому, что ее впервые выделили из йогурта, родиной которою считается Болгария.
Здесь вы видите ее культуру в чашке Петри, предназначенной для микробиологических исследований. Размер же самой
бактерии — 5-20 мкм в длину и 0.8-1.0 мкм в ширину, она хорошо видна даже невооруженным глазом
г Почему вода g
g приобретает
P красный цвет?^
Как думаете, есть ли связь между крохотными одноклеточными организмами —
бактериями — и железом? Оказывается, такая связь существует, и самая прямая.
Есть на Земле такие микроорганизмы, для которых железо жизненно необходимо,
потому что является для них непосредственным источником энергии. Называются
они, и весьма заслуженно, железобактериями.
КРОШЕЧНЫЕ «ПОДВОДНЫЕ МЕТАЛЛУРГИ»
Железобактерии совсем маленькие их размер достигает всего 2-3 мкм, при этом некоторые виды способ-
ны образовывать колонии — нити длиной до 3 мм Эти микрос рганизмы окисляют железо, переводя из од-
ной формы (двухвалентной) в другую (трехвалентную). Благодаря их жизнедеятельности образовались
залежи железа и марганца на дне морей, озер и рек, а также болотные руды. Продукты «труда» этих микро-
скопических существ, которых называют живыми «подводными металлургами», люди используют веками
А открыты железобактерии были в середине XIX столетия немецким ученым Христианом Эренбергом Его
исследования продолжил российский микробиолог Сергей Виноградский, который и дал названия этим
одноклеточным организмам Железобактерии могут быть как источником загрязнения воды, так и сред-
ством ее очистки. Кроме того, их активно используют в биотехнологиях, связанных с добычей металлов.
Железобактерии обитают и в почве, и в болотах, и в соленых водоемах,
и в пресных водах — например, в реках и озерах, окрашивая их берега и саму
воду в красный цвет. Происходит это благодаря пленкам, которые состоят
из окисленных форм железа.
Маленькие создатели
огромного мира
Знаете ли вы, почему вода в водоемах иногда начинает цвести? Как правило, это
происходит из-за цианобактерий — удивительных микроорганизмов. Это единственные
бактерии, которые способны к фотосинтезу, то есть к превращению углекислого
газа и воды в глюкозу - важное органическое вещество. Благодаря этой способности
цианобактерии называют синезелеными водорослями. В процессе фотосинтеза
они выделяют кислород. Считается, что именно цианобактерии когда-то насытили
им атмосферу Земли, благодаря чему появились растения, животные и в конечном
итоге мы с вами. Так что наш прекрасный зеленый мир обязан своим существованием
маленьким бактериям.
Спирулина — разновидность
цианобактерии — под микроскопом
с 40-кратным увеличением
Этот зеленый ковер на воде —
миллионы крохотных цианобактерий
КАКИЕ ОНИ - ЦИАНОБАКТЕРИИ?
Цианобактерии - группа прокариот, которые отличаются своим разнообрази-
ем Они не только дарят нам кислород, но и улавливают необходимый растени-
ям азот. Среди них встречаются и одноклеточные, и колониальные, и даже мно-
гоклеточные разновидности, Клетки могут быть сферической, палочковидной
или изогнутой формы. Встречаются как одиночные организмы, так и целые
скопления, которые удерживаются вместе благодаря общему чехлу
Фикибилисома,
собирающая свет
Мембрана, участвующая
фотосинтезе
Карбоксисома,
фиксирующая углерод
Капсула Рибосомы
Мукоидная
оболочка
— КЛЕТОЧНАЯ СТЕНКА
Клеточная мембрана
Слой пептидогликанов
----- Внешняя мембрана
Нуклеоид
(ДНК)
Слизистая
оболочка
Тилакоид,
ответственный
за фотосинтез
Строение цианобактерии
(размер ее клетки —
от 0,5 мкм до 100 мкм).
носток -
КОЛОНИАЛЬНАЯ
ЦИАНОБАКТЕРИЯ
Бактерия носток образует ко-
лонии, то есть состоит из мно-
жества соединенных вместе
клеток, однако многоклеточным
организмом не является. Сами
клетки можно увидеть только
под микроскопом, хотя размеры
колоний очень разные — от ми-
кроскопических до 30 см
Колония ностока имеет
приспособления, позволяющие
клеткам держаться
и функционировать вместе.
Особая клетка,
в которой
---- Желеобразный слой
— Клетки ностока
Полярный
узелок
В колониальном организме большое количество клеток, но многие из них мало
отличаются друг от друга — иными словами, они слабо дифференцированы
и не образуют ткани, как это происходит с настоящими многоклеточными.
Что общего
у инфузории Ч
и человека?
Знаете ли вы, что объединяет крохотных инфузорий, зеленые деревья, стремительных
птиц и нас с вами? Это ядра, которые имеются в наших клетках. Такие клетки
называются эукариотическими, то есть мы, люди, тоже эукариоты. Эукариотические
организмы появились в результате эволюции из прокариот, приобретя ядро
и крупные органоиды, которых у прокариот нет. Сначала это были простейшие
одноклеточные, затем клетки стали объединяться в колонии, а позже превратились
в многоклеточных: растения, животных и грибы. Клетки у многоклеточных объединены
в специализированные группы - ткани и могут сильно отличаться друг от друга.
И животные, и растительные клетки, и клетки грибов имеют как сходство, так
и существенные отличия в зависимости от образа жизни и способов питания.
г	'
Группы клеток многоклеточных организмов объединены в различные ткани,
и каждая из них выполняет свою функцию. Поэтому клетки разных тканей
легко отличаются под микроскопом.
ч ... .	...	.	..	.	... ...	г
Цитоплазма
Хлоропласту
улавливают
солнечную энергию
Вакуоль содержит клеточный
сок — воду с растр бренными
г- ней веществами
Митохондрии оч.ечают
за количество
энергии, запасаемой
в молекулах АТФ
(аденозинтрифосфорной
КИСЛО’ ы)
Аппарат Гольджи
Клеточная
мембрана
Ядро регулирует
процессы
жизнедеятельности
клетки, а также
сохраняет и передает
ее наследственную
информацию li ядре
находятся хрзмосомы,
ко’орые состоят из ДНК
и белка
Эндоплазматическая
сеть
Ядрышко
Строение
растительной
клетки
Клеточная стенка
СХОДСТВО МЕЖДУ КЛЕТКАМИ ЭУКАРИОТ
Все эукариотические клетки имеют ядро, которое окружено двуслойной мембраной Внутри ядра на-
ходятся хромосомы с генетической информацией, а также различные ядерные тельца, главное из кото-
рых — ядрышко Полужидкое содержимое ядра называется кариоплазмой, а все, что находится за его
пределами, — цитоплазмой- Также у всех эукариот имеются крохотные органы — органеллы, без которых
живая клетка не может существовать, независимо от того, к какому царству она относится Среди них —
рибосомы, митохондрии, эндоплазматический ретикулум, аппарат Гольджи, лизосомы, вакуоли Кроме
того, каждая клетка снабжена цитоскелетом — каркасом.
Цитоплазма объединяет
в одно целое ядро
и все органоиды,
обеспечивает их
взаимодействие,
деятельность клетки
как единой живой —
системы
Ядрышко находится —
внутри ядра,
оно участвует
। - бразовании рибосом
У ядра оболочка пористая, она
регулирует транспорт молекул
между ядром и цитоплазмой
Строение животной клетки
Мембрана -
оболочка клетки
Ядро
располагается
в центральной
части
Вакуоль содержит
клеточный сок — воду
с расп- ренными
— в ней веществами
Лизосомы осуществляют
процесс внутриклеточного
пищеварения
Комплекс Гольджи — это
пузырьки и полости,
в которых накапливаются
и используются
синтезированные в клетке
вещества
— Митохондрия отвечает
Эндоплазматическая сеть — это пузырьки и канальцы,
по которым происходит транспортировка белков,
липидов, сахаров и других веществ Эти вещества
разносятся по всей клетке, а также выводятся наружу
На гранулярной эндоплазматической сети находятся
рибосомы, в которых происходит синтез белков
за производство
энергии, запасаемой
в молекулах АТФ
Ее называют
маленькой
энергетической
станцией клетки
РАЗНИЦА МЕЖДУ КЛЕТКАМИ
ЭУКАРИОТ
У растительной клетки и клетки гриба снаружи мембраны есть
клеточная стенка для дополнительной защиты и придания формы,
только у растений она состоит из целлюлозы, а у грибое — из хити-
на. Запасное питательное вещество у грибов и жинотных — глико-
ген, у растений — крахмал V растений есть пластиды, в том числе
хлоропласты, отвечающие за фотосинтез, а у грибов и животных
их нет Вакуоли у растений и грибов крупные, у животных мелкие
Отличаются и центросомы - органеллы, участвующие в делении
клетки У низших растений и животных они содержат особые
структуры — центриоли, а у высших растений и грибов центрио-
лей нет. Таким образом, ученые, изучив клетку, могут определить,
к какому царству живой природы она относится.
---------------------------
Размеры
большинства
эукариотических
клеток — 10-100 мкм,
однако мышечные клетки
животных и ситовидные
трубки растений иногда
достигают 1-10 мм, яйца
птиц (а это, собственно,
яйцеклетки) — нескольких
сантиметров, волокна
нервных клеток — 1м
и более.
-
Органеллы —
крошечные
«органы» клеток
Органеллы (они же органоиды) располагаются в цитоплазме клетки. Среди них
имеются одномембранные, двумембранные и немебранные. Немембранные
органеллы — это рибосомы и клеточный центр; одномембранные —
эндоплазматическая сеть, аппарат Гольджи, лизосомы, вакуоли; двумембранные -
митохондрии и пластиды. Одни из них можно увидеть в световой микроскоп, другие —
только в электронный. Так что все они принадлежат к микромиру.
ОДНОМЕМБРАННЫЕ
ОРГАНЕЛЛЫ
Одномембранные органеллы связаны друг с другом,
так как занимаются синтезом, хранением и транс-
портирсчкой веществ. Нередко мембраны идних
органелл сливаются с мембранами других. Белки,
гормоны и другие вещества, синтезируемые на мем-
бранах эндоплазматической сети,поступают и аппа-
рат Гольджи, откуда часть из них выводится из клет-
ки Из цистерн аппарата Гольджи формируются
лизосомы, а из его пузырьков образуются вакуоли.
Мембрана - одна
из важнейших структур
клетки. Ее толщина — 78 нм.
Клеточная мембрана состоит
из липидного слоя (или двух слоев),
в который включены молекулы
белков. С их помощью одни молекулы
и ионы мембрана пропускает, другие
нет. Такое свойство называется
полупроницаемостью.
Эндоплазматическая сеть под микроскопом. Она бывает
шероховатой и гладкой. На шероховатой имеются
рибосомы, отвечающие за синтез белка, на гладкой —
другие вещества. Все они переносятся по каналам сети.
Размеры этих каналоь вместе с мембраной доходят
до 3,1 мкм (иногда до 0 3 мкм) в поперечнике.
Изображение цитоплазмы клетки, выделяющей гормон
адреналин, под электронным микроскопом после
специального окрашивания Аппарат Гольджи — красный,
центриоль (часть клеточного центра) - зеленая, а гранулы
с адреналином — синие.
ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ СТАНЦИИ КЛЕТКИ
Митохондрии - диумембранные органеллы, кото-
рые обеспечивают эукариотическую клетку энер-
гией, потому их называют еще маленькими энерге-
тическими станциями клетки Эта органелла сама
синтезирует некоторые белки Для этого у ми-
тохондрии есть свой наследственный аппарат —
кольцевая хромосома — и собственные маленькие
рибосомы. Ее внутренняя мембрана образует мно-
жество складе к-крист, где расположены много-
численные белки. Она очень похожа на бактерию,
в том числе и размерами — 1х2 мкм. Собственно
говоря, это и есть бывшая бактерия, которая около
2 млрд лет назад проникла в будущую эукариоти-
ческую клетку и вступила с ней в симбиоз — тес-
нейшее сосуществование, когда оба организма
не могут друг без друга жить.
Криста
Строение
митохондрии.
Внутренняя
мембрана
Матрикс
4D
Внешняя
мембрана
Межмембранное
пространство
Митохондрии под световым микроскопом, дающим возможность
отчетливо разглядеть кристы. Именно на них производится
АТФ — аденозинтрифосфорная кислота, которая являемся главным
источником энергии для клетки и всего организма.
Комплексы
ферментов,
синтезирующих
АТФ
ДНК
Рибосомы


3
Многие ученые считают, что эукариотические клетки возникли благодаря
симбиозу между древними прокариотическими организмами. Есть мнение,
что даже клеточное ядро некогда было бактерией, которая в незапамятные
времена внедрилась в клетку другой бактерии, породив эукариоты.
Ч
пластиды: источники
ярких красок	’
Задумывались ли вы, почему летом листья зеленые, а осенью становятся желтыми
или красными? А что делает цветы и плоды такими яркими? Все это - заслуга пигментов;
синих антоцианов, зеленого хлорофилла, а также красных и желтых каротиноидов.
Антоцианы находятся в вакуолях клеток, тогда как хлорофилл и каротиноиды
сосредоточены в особых органеллах — пластидах. Самая известная из них — хлоропласт,
который отвечает за фотосинтез. Однако существуют и другие пластиды, выполняющие
важные функции, например накапливающие питательные вещества или придающие
осенним листьям их яркие оттенки. Подобно митохондриям, пластиды произошли
от древних бактерий, поэтому они содержат собственную ДНК и рибосомы.
ХЛОРОПЛАСТЫ
Хлоропласт — органелла, в которой у растений
происходит процесс фотосинтеза. Как вы уже зна-
ете, он свойственен и цианобактериям Но только
у высших растений и некоторых простейших этот
процесс происходит в хлоропластах, точнее, на их
тилакоидах — структурах, объединенных в стоп-
ки — граны. Тилакоиды есть и у цианобактерий,
но самих хлоропластов они лишены.
Так выглядят
хлоропласты
в растительных клетках
под микроскопом.
В одной клетке
содержится от 10
Внешняя
мембрана
Строение
хлоропласта-
Фотосинтез, питающий растение и дающий атмосфере кислород, — сложный биохимический
процесс, требующий участия различных соединений. Он имеет место и у цианобактерий,
а у растений происходит ъ мельчайших хлоропластах, а значит, с микромире.
ПРЕВРАЩЕНИЯ
ПЛАСТИД
Пластиды весома разнообразны.
Происходят они из пропластид,
которыедают зеленыехлоропла-
сты, бесцветные лейкопласты
и этиопласты, а также желтые,
красные и оранжевые хромо-
пласты. При этом хлоропласты
нередко превращаются в хромо-
пласты, а этиопласты на свету —
в хлоропласты. Лейкопласты же.
накапливающие питательные ве-
щества, имеют три разновидно-
сти — амилопласты, элайопла-
сты и протеинопласты У каждой
пластиды свои функции.
Хромопласт, придающий
окраску осенним листьям
плодам и цветам
Этиопласт —
бесцветный хлоропласт,
образующийся
в темноте
Протеинопласт —
лейкопласт,
запасающий
Элайопласт —
лейкопласт,
запасающий
жиры
Пропластида
Лейкопласт
Разнообразие пластид.
Амилопласт —
лейкопласт,
накапливающий
крахмал
белки
Размеры зрелых пластид — от 5 до 8 мкм. Их общие предшественники
и того меньше — от 0.2 до 1 мкм. Тем не менее и их позволяют рассмотреть
современные микроскопы.
Хромосомы —
большое в малом
Хромосомы — настоящие хранители наследственной информации, ведь внутри них особым
образом «упакованы» молекулы ДНК. А именно она отвечает за передачу генетических
данных от одного поколения к другому. У прокариот, митохондрий и пластид ДНК имеет
форму кольца, а у эукариот — включая нас, людей, - основное хранилище генетического
материала находится в ядре клетки. Хромосомы ядра похожи на палочки, которые хорошо
видны под световым микроскопом. От их количества, размера и формы зависит наше
здоровье еще до появления на свет; они же влияют на весь организм в течение жизни.
Так что хромосомы — это важнейшая часть микромира живого организма.
ВСЁ ДЛЯ ПРАВИЛЬНОГО ДЕЛЕНИЯ
Знаете ли вы, что хромосомы становятся заметными только во время деления клетки9 В остальное время
ДНК в ядре выглядит как хаотичный клубок нитей. Но когда клетка готовится к делению. ДНК удваи-
вается, и из нее формируются хромосомы. Каждая из них состоит из двух идентичных хроматид, сое-
диненных в центре особой областью, называемой центромерой Она играет важную роль, определяя,
как хромосомы будут распределяться между новыми клетками, Когда клетка делится, хроматиды разде-
ляются и превращаются в дочерние хромосомы, чтобы генетическая информация распределилась по-
ровну Чтобы хроматиды не перепутались и не повредились, их защищают теломеры. Они действуют
как своеобразные «защитные колпачки», оберегая хромосомы во время деления
Чтобы увидеть хромосомы
под микроскопом,
надо дождаться, когда
взятые клетки начнут
делиться, «поймать» их
на определенном этапе этого
деления, зафиксировать
и смотреть.
С каждым делением концевые участки хромосом —
теломеры — укорачиваются. Считается, что это
одна из причин старения. Возможно, ученым когда-
нибудь удастся приостановить этот естественный процесс.
СУПЕРКОМПАКТНАЯ ДНК
бажно помнить, что молекула ДНК, длина которой несколько сантиметров, должна поместиться в хро-
мосому, размер которой всего несколько микрон Как же это возможно7 ДНК наматывается на белки-
гистоны и образует структуры, называемые нуклеосомами Эти нуклеосомы затем скручиваются в ком-
пактные волокна хроматина. После этого ДНК подвергается суперспирализации, превращаясь в сверх-
плотную структуру, которая может уместиться в маленькую хромосому.
Хромосома Суперспирализованная Волокна хроматина ДНК и гистоны Двойная спирали ДНК
ДНК
«Упаковка» ДНК в хромосоме-
ХРОМОСОМЫ
ПРИ ДЕЛЕНИИ
Каждая соматическая клетка
содержит полный, или двой-
ной, набор хромосом. У че-
ловека это 46 хромосом, рас-
положенных в клеточном яд-
ре Зо время митотического
деления клетки количестве-
хромосом удваивается, чтобы
две новые клетки получили
тот же набор, что и исходная
Мейоз, и отличие от митоза,
приводит к образованию че-
тырех клеток, каждая из ко-
торых имеет только половину
хромосом, то есть одинарный
набор Это ключевой процесс
для передачи генетической
информации от родителей
к потомству. Удивительно, как
эти сложные процессы уме-
щаются в крошечном про-
странстве клетки! Настолько
крошечном, что наблюдать
за этапами деления можно
только под микроскопом
Митотическое
и мейотическое
деления клетки
Митоз
Профаза
Диплоидная
клетка
(2п =4)
Мейоз I
Профаза I
(синапсис)
Метафаза
(4 хромосомы,
каждая
состоящая
из лары
сестринских
хроматид)
47
Сестринские
хроматиды
Метафаза I
(2 тетрады)
Анафаза
и телофаза
Дочерняя
клетка (2п)
Дочерняя
клетка (2п)
I----
Одиночные
хромосомы
Гаметы (п)
Амебы — маленькие
виртуозы метаморфоз Ч
Амебы — это одноклеточные организмы, которые относятся к простейшим.
Они интересны тем, что постоянно меняют свою форму. Недаром амебы получили
свое название, в переводе с греческого означающее «изменение». А возможны эти
трансформации благодаря тому, что цитоплазма этих простейших образует выросты,
или ложноножки. С их помощью они передвигаются и захватывают пищу.
САМАЯ ТИПИЧНАЯ ИЗ АМЕБ
Амеба обыкновенная — это клетка размером 0,2-0,7 мм Живет она в пресноводных
илистых водоемах С помощью ложноножек этот организм удерживает пищу: бак-
терии, водоросли и других простейших Из цитоплазмы, обволакивающей добычу,
выделяется пищеварительный сок и образуется пищеварительная вакуоль В резуль-
тате пищеварения амеба получает питательные вещества, которые просачиваются
из вакуоли в цитоплазму
Амеба
обыкновенная
в родной
стихии. Этот
организм вреда
для человека
не приносит.
Простейшие — это весьма распространенные одноклеточные эукариотические
организмы размерами от 1 мкм до нескольких миллиметров. Ранее их
относили к животным, но сегодня выделяют в отдельное царство, уж очень
они отличаются от многоклеточных животных.
—— ----------— _ .......... _ ... 1
Сократительная вакуоль
Пищеварительная
вакуоль
Строение амебы
обыкновенной.
ОПАСНЫЕ ЗАХВАТЧИКИ
Некоторые амебы, которые обнаруживаются в воде и поч( е, опасны не меньше болезнетворных бакте-
рий. Они могут поражать желудочно-кишечный тракт, глаза, кожу, нервную систему, в том числе и мозг
Иногда амебными называют заболевания, которые вызывают даже не амебы, а другие простейшие. В лю
бом случае существование такой опасности — повод тщательно мыть руки и пить кипяченую воду
Акантамебы в окружении нейтрофилов — клеток крови
человека. Эти простейшие поражают как саму кровь, так
и головной мозг, приводя к тяжелым болезням.
Дизентерийная амеба, которая вызывает это заболевание
Однако не все разновидности этого вида опасны
Некоторые из них вполне безвредны
Эвглены — растение
и животное
в одной клетке
В пресных и соленых водах обитают удивительные одноклеточные организмы —
эвгленовые. Многие из них проявляют признаки и растений, и животных.
Так, они содержат хлоропласты с хлорофиллом и на свету фотосинтезируют,
как растения, а в темноте питаются готовой органикой и передвигаются,
как животные. Самый типичный представитель эвгленовых - эвглена зеленая.
ЭВГЛЕНА ЗЕЛЕНАЯ
Этот одноклеючный организм двигается с помо-
щью жгутика, который вращается со скоростью
10-40 оборотов в минуту Р основании жгутика
находится глазок из красного мелкозернистого
пигмента, который позволяет эвглене находить
освещенные места, где она может осуществлять
фотосинтез, Сократительная вакуоль выбрасывает
из клетки излишки жидкости Длина тела этого ор-
ганизма — 50-60 мкм, ширина — 14-18 мкм.
Один из видов
эвгленовых
под микроскопом.
Здесь хорошо
видны
хлоропласты,
которых может
насчитываться
несколько десятков
в одной клетке.
Строение эвглены
зеленой.
Некоторые эвглены не боятся
холода и живут прямо
на льду и в снегу, окрашивая
их в самые причудливые цвета -
от красного до черного.
Снег, окрашенный эвгленой в кроваво- красный цвет.
СПРЯТАННЫЕ ЖГУТИКИ
Размеры эвглены мутабилис — от 40 до 200 мкм.
Она имеет вытянутую форму и движется, как и эв-
глена зеленая, с помощью жгутиков, только у нее их
целых два Однако увидеть жгутики снаружи прак-
тически невозможно — они прячутся внутри клетки,
тем не менее прекрасно выполняют свою работу
Жгутик у эвглены служит
не только для движения.
Он помогает клетке
захватывать частички пищи
и отправлять их в расположенный
рядом крошечный клеточный рот.
Добычей для нее могут стать бактерии,
одноклеточные водоросли и другие
мельчайшие организмы.
___________________________________
Эвглены быстро размножаются и широко
распространены. А поскольку они содержат множество
питательных веществ, то порошок из них нередко
добавляют в разные продукты.
Процесс деления эвглены
Инфузории —
непростые
простейшие
Простейшие организмы не всегда так просты, как можно подумать. Пример этого -
инфузории. Обычно у них несколько ядер, причем каждое имеет особое строение
и выполняет специфические функции. Передвигаются эти необычные простейшие
с помощью ресничек, а обитают и в толше воды, и на дне рек и озер, а некоторые
прикрепляются к водным растениям. Самая известная из них — инфузория туфелька,
или парамеция.
ИНФУЗОРИЯ ТУФЕЛЬКА
Эта инфузория, по форме напоминающая подо-
шву туфли, имеет довольно крупные размеры
для простейшего Длина ее единственной клетки
достигает 0,5 мм Она сплошь покрыта тоненьки-
ми ворсинками-ресничками Они, подобно тыся-
чам крошечных зесел, загребают воду, помогая
животному плыть то вперед, то назад. В клетке
инфузории два ядра' большое отвечает за пита-
ние, дыхание, движение, обмен веществ, а малое
участвует в обмене генетическим материалом. Так
что в микроскопических организмах имеется свой
собственных микромир
Реснички
Большое
Малое ядро
вакуоль
Инфузории-туфельки
в родной стихии. Живут
они в пресных водоемах
и питаются бактериями,
дрожжевыми клетками
и другими одноклеточными
микроорганизмами.
Строение
инфузории-туфельки.
частиц
СОЗДАЮЩИЕ ВОДОВОРОТЫ
Сувойки — инфузории, похожие на колокольчики, — широко распространены в пресных и соленых водах
Некоторые из них содержат внутри микроскопические водоросли. Свое название они получили от ста-
ринного русского слова «сувой» - «водоворот». Дело в том, что у каждого этого крохотного организма
на переднем конце тела имеется воронка, окаймленная венчиком с ресничками, движения которых соз-
дают водоворот, втягивающий внутрь добычу. Из-за такого венчика сувоек также называют круглорес-
ничными инфузориями.
Максимальные размеры
сувоек — до 0,23 мм
в диаметре. В основном
они крепятся к водным
растениям с помощью
особых стебелоков,
а при расселении
по водоему
превращаются
в свободноплавающую
Форму — бродяжек
*	Y
Инфузория —
настоящий чемпион
среди
микроскопических
пловцов, ведь она двигается
со скоростью 2 мм в секунду!
Для ее миниатюрных
размеров это впечатляющий
результат. В движении она
ищет пищу, обычно бактерии.
Но если поселить инфузорию
в небольшом аквариуме,
она с радостью полакомится
каплей молока: еда
доступна — плавать далеки
не нужно.
к
Инфузории
под микроскопом
F Микроскопические
раковины —
P фораминиферы
Существуют одноклеточные организмы, защищенные раковиной, и называются
они «фораминиферы». Эти одиночные организмы живут преимущественно в морях
и океанах, но встречаются также в пресных и солоноватых водоемах. Большая часть
фораминифер относится к бентосу — сообществу организмов, которые обитают
на дне водоемов. Но два вида этих простейших с миниатюрными раковинами можно
обнаружить прямо в толще воды — в планктоне.
РАКОВИНЫ-ДЫРОЧНИКИ
Современные фораминиферы чаще всего очень
мелкие: их размер варьируется от 0,1 до 1 мкм,
хотя некоторые вымершие в глубокой древности
виды достигали 20 см, Раковины этих организмов.
которые могут быть выстроены в линию, в не-
сколько рядсь или по спирали Важной особенно-
стью раковин являются отверстия, через которые
фораминиферы выпускают выросты цитоплазмы,
как ни удивительно, являются не наружным ске-
летом, а, скорее, внутренним, так как часть цито-
плазмы располагается сверху Строение раковин
удивительно разнообразно: у одних видов они со-
используемые для передвижения и захвата пищи
Вероятно, этот факт и дал название «фораминифе-
ры», которое происходит от латинского слова, оз-
начающего «отверстия», из-за чего на русском их
стоят из одной камеры, у других — из нескольких,
иногда называют дырочниками,
Раковины
Фораминиферы обитают как в южных, так и в северных водах, но предпочитают
все же теплые моря. Вблизи экватора их примерно в 100 раз больше, чем
у холодных полюсов. Нередко от местобитания зависит внешний вид раковин,
которые закручиваются спиралью. Так, у обитателей Северного полушария раковинки
закручиваются по часовой стрелке, а у тех, кто живет в Южном, - против часовой.
Встречаются среди форам инифер и очень необычные формы: на дне Марианской впадины,
на глубине более 10 км, нашли огромный одноклеточный организм диаметром 10 см!
*.__________________________________________________________________________________________
СОЗДАЮЩИЕ ИЛ
Фораминиферы — очень древние организмы:
они существуют со времен палеозоя, потому имен-
но их раковины составляют большую часть океани-
ческого ила При этом раковины имеют различный
состав- самые древние состоят из органического
вещества, более молодые виды — из различных
частичек, закрепленных карбонатным цементом,
также распространены раковины из кальцита.
Они называются секреционными известковыми.
Сложная раковина ископаемой
фораминиферы палеозойской эры.
Разглядеть глобигерину в деталях можно только
с помощью микроскопа.
ГЛОБИГЕРИНА -
«ПАРЯЩАЯ» В ВОДЕ
Некоторые фораминиферы сг.эбодно плавают
в морях и океанах, входя в состав планктона. Одна
из них — глобигерина, одноклеточный организм
размером 0,5 мм Раковина его состоит из 10-
15 шаровидных камер, снабженных не только по-
рами, но и шипами, которые помогают глобигери-
не «парить» в воде
У планктонных форм
форами нифер для улучшения
плавучести в цитоплазме
имеются капельки жира, пузырьки
газа и капли пресной воды (она менее
плотная, чем соленая).
F Радиолярии
феномены
P микромира
4D
Радиолярии - одноклеточные планктонные организмы — в русском языке носят и другое
название — «лучевики». Они обладают необычайно сложными и красивыми по форме
скелетами. Эта внутренняя «броня» снабжена лучами, которые служат для того, чтобы
укреплять ложноножки (псевдоподии). Именно такой скелет объединяет под одним
наименованием разнообразные
по происхождению организмы.
УДИВИТЕЛЬНЫЕ
СВОЙСТВА
РАДИОЛЯРИЙ
Размеры радиолярий варьируются от 0.04
до 1 мм и более. Большинство из них
встречается в теплых тропических и суб-
тропических ведах. Скелет этих организ-
мов состоит из диоксида кремния, хотя
встречаются и исключения Как и мно-
гие другие одноклеточные, радиолярии
образуют особую защитную форму Она
нужна не только для выживания в не-
благоприятных условиях, но и для раз-
множения. Особенностью радиолярий
является необычайно большое число
хромосом в клеточных ядрах, которое
достигает 1600, что превышает пока-
затели всех известных живых существ
на Земле!
Различные радиолярии на рисунке
немецкого естествоиспытателя Эрнста
Генриха Геккеля (1834'1919) Этот ученый
в свое время с помощью микроскопа открыл
120 видов радиолярий
ВЫГОДНОЕ
СОТРУДНИЧЕСТВО
Радиолярии питаются голевыми
органическими веществами. В их
меню — мелкие организмы, входя-
щие в cocTaj планктона. Однако
иногда радиоляриям не хватает
этой пищи, и тогда они начина-
ют удивительное «сотрудничество»
с другими микроорганизмами. Если
радиолярии живут в водах, богатых
светом, они могут вступать в сим-
биоз с автотрофными одноклеточ-
ными организмами — такими, кото-
рые умеют делать свою еду сами
с помощью фотосинтеза, используя
энергию солнечного света. В этом
союзе радиолярии получают до-
полнительные питательные веще-
ства, а автотрофы, в свою очередь,
пользуются продуктами жизнеде-
ятельности радиолярий и находят
в их клетках защиту. Это поистине
уникальное и выгодное сотрудни-
чест1 с в микромире!
МИКРООРГАНИЗМЫ,
СОЗДАЮЩИЕ
ГОРНЫЕ ПОРОДЫ
Когда радиолярии погибают, их
скелеты сначала формируют дон-
ный ил, а со временем превраща-
ются в особые горные породы, ко-
торые называют радиоляритами.
Однако некоторые скелеты сохра-
няются по отдельности, поэтому
ученые находят их в различных
слоях земли, определяя с их по-
мощью возраст осадочных горных
пород. Ископаемых радиолярий
ебнаружено огромное количество,
что свидетельствует об их широ-
ком распространении в далеком
прошлом
Эти разнообразные радиолярии живут благодаря симбиозу с другими
одноклеточными организмами.
Радиолярии — единственная группа
организмов, известная на сегодня, которая
способна образовывать минеральные
скелеты из сульфата стронция, или целестина.
Разнообразие радиолярий.
Динофлагелляты:
мастера
«спецэффектов»
Динофлагелляты - это одноклеточные обитатели микромира, относящиеся
к фитопланктону, то есть к группе организмов, способных к фотосинтезу. Более
половины представителей этой группы действительно производят энергию из света,
но встречаются и такие, что питаются готовыми органическими веществами.
Их также называют панцирными жгутиконосцами, динофитовыми водорослями (хотя
они не являются водорослями с точки зрения классификации) или перинидеями.
Эти микроорганизмы часто становятся причиной цветения и даже таинственного
свечения воды.
ПАНЦИРНЫЕ ЖГУТИКОНОСЦЫ
Размеры этих организмов невелики — от 6 до 2 тыс. мкм, поэтому разглядеть по отдельности их можно
только в микроскоп. Форма динофлагеллят очень разнообразна они могут быть овальными, шарооб-
разными, эллипсоидными, а иногда напоминают звездочки или пирамидки Однако всех их объединяет
уникальная структура жгутиков. Один из них направлен вдоль тела и свободно зыходит наружу, а другой
окружает клетку поперек, создавая движение, похожее на работу ресничек, У многих видов также име-
ется покров из клетчатки, из-за чего их называют панцирными жгутиконосцами.
Динофлагелляты часто окрашены е буооватый цвет —
благодаря пигментам, которые находятся в цитоплазме.
Однако имеются организмы и иной окраски.
Некоторые динофлагелляты вырабатывают токсины,
которые опасны для человека и водных обитателей.
Фотография динофлагеллят, сделанная
под электронным микроскопом.

Именно динофлагелляты
вместе с другими
фотосинтезирующими
организмами — диатомеями — являются
основным источником кислорода,
а также органических веществ океана,
обеспечивая питанием морских
животных: моллюск-:в, рыб, китов,
дельфинов.
«КРАСНЫЕ ПРИЛИВЫ» И СВЕЧЕНИЕ ВОДЫ
Динофлагелляты произсодят особые пигменты, под действием которых происходит цветение воды — так
называемые красные приливы. А еше эти одноклеточные растения способны способны к люминесцен-
ции их свечение заметно на побережье тропических мерей, а также на просторах океана. Наблюдать
это явление можно при резких всплесках численности динофлагеллятов. Причем светятся они разным
циетом' зеленоватым или голубым
«Красный гридне», вызванный динофлагеллятами
и иногда диатомеями.
Свечение воды, вызванное скоплением
одного из видов динофлагеллят.
Грибы — это отдельное царство живых организмов,
которые не являются ни растениями, ни животными.
При этом они сочетают в себе признаки и тех, и других.
Как растения, грибы неподвижны, имеют прочные
клеточные стенки и способны укореняться в почве.
В то же время, как животные, они питаются готовыми
органическими веществами и могут запасать углеводы
в виде гликогена, а также не способны к фотосинтезу.
Грибы бывают одноклеточными и многоклеточными.
Одноклеточные являются частью микромира,
а многоклеточные его в себе содержат.
Плсд| । ые тела белых грибов.
НОЖКА + ШЛЯПКА = ГРИБ
Так выглядит под микроскопом
поперечное сечение шляпки гриба.
4
Гимениальные
пластинки
Рассеяние
спор
Жизненный
цикл гриба.
Мицелий гриба
Зрелое
плодовое
тело
Посев
*
° О
* I
Большинство грибов растет на земле, пеньках или поваленных де
ревьях. Их скрытой корневой системой является мицелий,он и есть
собственно гриб Плодовое тело состоит из ножки и шляпки В нем
образуются споры — семена, необходимые для размножения гри^
ба Именно плодовые тела мы собираем на лесных полянках.
Плсдси ое тело,
производящее
с юры
Споры
Формирование зачатка
плодового тела
Вершина
гифы
Прорастание
Распространение
мицелия
ГРИБНЫЕ СЕТИ
Грибные гифы похожи на тонкие, нитевидные
сети, которые гриб распускает в поисках пищи
и воды Эти ниточки составляют мицелий, гриб-
ную «сеть», которая помогает растению полу-
чать ссе необходимые вещества. Гифы могут быть
с перегородками (септироданными) или без пе-
регородок (несептиросанными). В первом случае
они разделены на маленькие участки, где каждый
представляет собой отдельную клетку с ядром.
А вот в несептированных гифах перегородок
нет, и они выглядят как одна длинная, многоя-
дерная клетка Интересный факт: гифы, несмотря
на свою микроскопическую длину (всего 4-5 мкм
ь диаметре), могут простираться на десятки ме-
трои, а иногда даже сотник Это позволяет грибам
эффективно покрывать большую площадь, по-
глощая влагу и питательные вещества из почвы
или из других источников
Строение гиф.
Мицелий, состоящий из гиф,
под микроскопом
Грибы — одно из самых загадочных и удивительных царств природы. На сегодня
ученые описали около 100 000 видов этих организмов, но, по прогнозам,
в природе их может быть до 1Л млн! Грибы делятся на две большие группы:
низшие и высшие. Высшие грибы — это те, которые мы чаще всего встречаем,
например, в лесу. Споры таких грибов образуются в особых структурах: у одних —
в сумках (их называют асками), а у других - в булавовидных структурах (базидиях).
Отсюда и их названия: аскомицеты и базидиомицеты. К аскомицетам относятся
такие грибы, как сморчок (популярный среди грибников) и пеницилл. который стал
знаменит благодаря своему использованию в медицине для создания антибиотиков.
А вот к базидиомицетам принадлежат такие известные грибы, как мухомор и белый гриб,
который является желанный трофеем всех любителей «тихой охоты».
Симбиоз грибов
и растений
Знаете ли вы. что многие грибы, включая хорошо известные виды, вступают
в симбиоз с высшими растениями? Именно поэтому грибы вроде подберезовиков
и подосиновиков получили такие названия. Дело в том, что мицелий этих и других
грибов оплетает корни растений. Такое явление называется микориза (от греческих
слов «микос» — «гриб» и «риза» - «корень»). В этом взаимодействии растение делится
с грибом углеводами и другими органическими веществами, а гриб, в свою очередь,
помогает растению поглощать больше воды и минералов благодаря разветвленной
грибнице, которая увеличивает площадь всасывания в десятки раз. Кроме того, грибы
синтезируют вещества, полезные для растения, и защищают его корни от вредных
соединений, присутствующих в почве.
г	>
Мицелий, или грибница, помогает не только деревьям, но и бобовым,
подсолнечнику, картофелю, злакам. Благодаря микоризе, которая значительно
увеличивает площадь всасывания, урожайность растений возрастает
примерно в 10-15 раз. Такое партнерство особенно полезно для растений, которые
растут на бедных почвах, где мало питательных веществ. Фермеры иногда специально
сажают грибы рядом с культурными растениями, чтобы создать микоризу.
i	-
РАЗНОВИДНОСТИ
МИКОРИЗЫ
У микоризы имеются два основных типа — эктоми-
кориза и эндомикориза. Давайте разберемся, чем
они отличаются Эктомикориза происходит, когда
грибные нити не проникают внутрь клеток, вме-
сто этого они обвивают корень снаружи, образуя
своего рода защитный чехол Эндомикориза рабо-
тает по-другому ' этом случае грибы проникают
не только между клетками, но и прямо внутрь кле-
ток. При этом грибные нити могут образовывать
маленькие клубочки и вздутия, которые заметны
под микроскопом. Иногда встречаются смешанные
типы микоризы, когда один и тот же гриб может
использовать оба способа - и образовывать чехол
на поверхности, и проникать внутрь клеток
Мицелий микоризы под микроскопом.
----------------------------------------------------------s
Из грибов микоризу не умеют образывать опята,
навозники, шампиньоны, вешенки и зонтики.
Остальные же научились жить в симбиозе
с высшими растениями уже более 400 млн лет назад,
сыграв огромную роль в их (и собственной) эволюции.
Так выглядит
микориза
при увеличении
МИКОРИЗА ОРХИДЕЙ
Микориза корня гудайеры — растения семейства
орхидных — под микроскопом со стократным
увеличением.
Эндомикориза Эктомикориза
Сеть
Хартига
Мантия
(чехол)
Арбускула
Везикула
Кора корня
Орхидные растения образуют микоризу с различ-
ными грибами, в том числе с сыроежками Это эн-
домикориза особого рода, и нужна она не только
для питания. Без нее невозможно прорастание
семян и дальнейшее развитие проростков Поэто-
му данную разновидность так и назвали — орхид-
ной микоризой Никаким другим растениям она
не свойственна
Откуда берется
плесень?
4D
В природе широко распространены плесневые грибы. Крупных, видимых
невооруженным глазом плодовых тел у них нет, однако в массе их можно наблюдать
на испорченных продуктах (хлебе или фруктах) в виде зеленоватого пушистого
налета. Откуда же эта плесень могла взяться? Дело в том, что споры плесневых
грибов присутствуют в воздухе практически повсюду. 14 если им удается попасть
в благоприятные условия и получить доступ к питательным веществам, то плесень
начинает очень быстро размножаться.
Спорангиобор
Споры
Микроскопическая
структура плесневого гриба.
Спорангий
Размеры ее спор очень
малы—от 1 до 10 микрометров,
но распространяются
они быстро. Чаще всего
плесень на хлебе вызывается
грибами jcnepiиллами
и пенициллами
Ризоиды-----
ОПАСНАЯ ПЛЕСЕНЬ
Плесневые грибы опасны для здоровья. Если
грибок попал в ••рганизм, то ослабляет его
защитные силы, подавляет полезную микро-
флору. Человек может заболеть астмой, хро-
ническим насморком, дерматитом и даже вос-
палением легких. Поэтому нельзя допускать
пог зление в доме плесени, а если она появи-
лась, следует тут же от нее избавиться.
Фотоснимок плесневого гриба аспергилла
под световым микроскопом со стократным
увеличением.
Грибок аспергилл вызывает синусит—воспаление	_ .	-	-
Гифы гриба гриба» оплетающие человеческую клетку,
пазух носа.
ГРИБОК НА ДЕРЕВЕ
Деревья обычно покрыты мхом и лишайником,
что не приносит им лреда Но встречаются на них
и плесневые грибки.Эти организмы как раз опасны.
Плесень — настоящий «незваный гость» для рас-
тений. Она атакует фруктовые деревья, мешая им
расти и приносить урожай. Представьте яблоко
или груша, покрытые пушистым налетом плесени,—
это не просто испорченный фрукт, а признак того,
что дерева  слаблено. Грибок отбирает у растения
питательные вещества и мешает нормальному раз-
витию Но опасна плесень не только для деревьев
Она может поселиться и у нас дома, особенно если
влажность в помещении повышена. Деревянная
мебель, оконные рамы и даже стены — все это ста-
новится «пищей» для плесневых грибов
Споры плесени внутри дерева, увеличенные с помощью
микроскопа.
I L Некоторые виды
плесени неопасны
и даже вполне
съедобны. Их используют
при изготовлении особых
сыров. Для этого берут
споры грибка пеницилл.
Такой сыр с плесенью
имеет голубые, красные
или белые прожилки
и считается деликатесом.
Пенициллин
спасший миллионы
жизнен
Молекула пенициллина, впервые
выделенная из гриба пеницилла
Существуют микроскопические плесневые грибы,
которые стали для человечества настоящим спасением,
так как они подавляют деятельность болезнетворных
бактерий. Из них изготавливают лекарства -
антибиотики. Первым антибиотиком был пенициллин,
который в 1929 г. выделил британский бактериолог
Александр Флеминг. В начале Второй мировой войны,
в 1939-1941 гг., соотечественники Флеминга — Хоуард
Флори и Эрнст Чейн — разработали методику получения
стойкого пенициллина и наладили производство этого
препарата в промышленном масштабе. Так были спасены
какой он -
ПЕНИЦИЛЛ?
CH,
жизни людей, обреченных на смерть от последствий
тяжелых ранений, воспаления легких и других
заболеваний.
Пеницилл, или пенициллин,
или пенициллиум, — один из са-
мых распространенных в мире
родов грибе? Его представи-
тели встречаются и в почве,
и на растениях, и в воздухе,
и в море, и в пищевых продук-
тах. Поэтому неудивительно,
что Александр Флеминг обна-
ружил спасительное вещество
пенициллин именно на колонии
одного из этих грибе-. На се-
годняшний день известно около
350 видов это1 о рода. У несколь-
ких десятков из них образуются
округлые плодовые тела разме-
ром от 100 до 500 мкм
Даже колонии пеницилла имеют
микроскопическое строение,
что делает их самыми настоящими
представителями микромира.
Грибы — особое царство
Так выглядит культура грибка пеницилла
под микроскопом.
Антибиотики эффективно
уничтожают клетки
бактерий, но не помогают
от вирусов. Ведь крошечные вирусы -
это не клетки, настоящей клеточной
мембраны и стенки у них нет, а значит,
антибиотикам просто нечего разрушать.
БЕСКОНЕЧНАЯ ГОНКА
У первых пациентси после введения пенициллина улучшение наступало очень быстро, потому что бо-
лезнетворные микроорганизмы еще не были приспособлены к борьбе с этим веществом. Но позднее
в результате естественного отбора появились устойчивые к антибиотикам бактерии Тогда были выделе-
ны, а также синтезированы искусственно новые антибиотики Борьба антибиотиков с бактериями про-
должается и и наши дни.
Бактерии и антибиотики.
Антибиотики убивают
бактерии
Развитие резистентных
штаммов бактерий
Антибиотики применяются
и в виде таблеток, и в виде
растворов для инъекций-
Нерезистентные
бактерии
Антибиотик
Резистентные
бактерии
Антибиотики произвели
переворот в медицине,
сделав излечимыми ранее
смертельно опасные болезни. Только
с помощью пенициллина, по оценкам
ученых, удалось спасти от смерти
200 млн жизней!
Дрожжи —
«хлебные грибки»
Знаете ли вы, кто помогает тесту становиться пышным
и воздушным, а напиткам — пенными и игристыми?
Это удивительные одноклеточные грибки — дрожжи. Люди
используют их уже тысячи лет для выпечки хлеба, а также
для приготовления напитков. На Руси их даже называли
бродильными грибками, ведь они заставляют жидкость
бродить, пузыриться и словно дрожать - отсюда и само
название «дрожжи». Несмотря на такое давнее знакомство,
долгое время никто не знал, что же происходит во время
брожения. Ведь дрояоки - представители микромира,
и их не увидеть без микроскопа. Только с изобретением этого
прибора ученые смогли разглядеть их строение и понять,
что это не что иное, как живые одноклеточные грибы!
Они способны превращать сахар в углекислый газ и спирт.
Газ, выделяясь, надувает пузырьки в тесте, делая его мягким
и пористым. Этот же процесс создает «шипучку» в напитках.
ЭВОЛЮЦИЯ ДРОЖЖЕЙ
Древние предки дрожжей были совсем не таки-
ми, как современные Когда-то они, как и многие
грибы, образовывали длинные нити мицелия,
разрастающегося в разные стороны. Но в процес-
се эволюции дрожжи решили «сменить жилье»
и поселились в жидких или полужидких средах,
где вокруг было много еды и совсем некуда про-
растать. Зачем тратить силы на создание мице-
лия, если можно спокойно плавать в питательной
среде и жить припеваючи? При этом некоторые
«дальние родственники» среди дрожжеподоб-
ных грибов сохранили способность образовывать
мицелий. У современных дрожжей
всё проще, они размножаются
в одноклеточном состоянии Одна
их клетка выглядит как миниатюр-
ный шарик или овал диаметром
всего 3-7 мкм. Для сравнения: это
почти в 20 раз меньше толщины
человеческого волоса Но и среди
дрожжей встречаются «гиганты» —
некоторые виды могут ?ырастать
до 40 мкм

Способ размножения
дрожжей — почкование.
Развивающаяся
почка
НА СЛУЖБЕ У НАУКИ
Оказывается, пекарские дрожжи — это не просто «герои» хлебопекарни, но и настоящие «звезды» нау-
ки! Размеры у них вполне скромные диаметр клетки составляет всего 5-10 мкм Но вот их возможности
выходят далеко за пределы кухни. Эти крошечные одноклеточные грибки - важнейшие «подопытные»
для ученых. В 1996 г. пекарские дрожжи стали первыми эукариотами (организмами с ядром в клетке),
чей геном был полностью расшифрован. Ученые смогли прочитать последовательность всей их ДНК
Это открытие стало настоящим прорывом, ведь понимание их генетики помогло лучше изучить и другие
организмы, включая человека.
Пекарские дрожжи — вид, используемый в хлебопечении.
Пекарские дрожжи под микроскопом
Несколько тысяч лет люди разводили дрожжи, подвергая их селекции,
как культурные растения. Благодаря этому сегодня мы имеем множество
сортов, применяемых в самых различных областях. Так что дрожжи можно
считать одними из самых древних «домашних организмов».
Окраска лишайнике? определяется
разнообразными пигментами
Лишайники
союз гриба
и водоросли
Наросты и пленки на деревьях, камнях
или старых заборах, которые часто принимают
за мох или грибы, — на самом деле лишайники.
Они не являются ни растениями, ни грибами
в чистом виде. Лишайник - это симбиоз
двух организмов: гриба и микроскопической
водоросли (или иногда цианобактерии), где
каждый участник приносит свою пользу. Гриб,
словно заботливый хозяин, удерживает влагу,
снабжает водоросли водой и минеральными
веществами, которые он вытягивает
из окружающей среды. В ответ водоросль
(или цианобактерия) с помощью фотосинтеза
производит органические вещества, которыми
питается гриб.
РАЗНООБРАЗИЕ ФОРМ
Тело лишайника называется слоевищем, или талломом
По внешнему виду эти организмы делят на накипные,
листоватые и кустистые. Накипные лишайники пред-
ставляют собой микроскопические корочки Они плот-
но срастаются с поверхностью камней, коры деревьев
или даже стен зданий. Их сложно отделить от поверх-
ности Листоватые лишайники напоминают сухие, хруп-
кие листики, прилегающие к поверхности, но не срас-
тающиеся с ней полностью Они встречаются на старых
деревьях и почве. Кустистые лишайники выглядят со-
всем иначе — как миниатюрные кустики или причуд-
ливые веточки, торчащие в разные стороны. Их можно
увидеть свисающими с деревьев или растущими на зем-
ле в виде пушистых шариков. Эти виды кажутся очень
хрупкими и ажурными, но на самом деле они невероят-
но выносливы.
Ксантория под микроскопом. Этот листоватый
лишайник можно часто видеть на стволах
деревьев. Характерный цвет придает ему пигмент
париетин.
Если посмотреть
ВЫНОСЛИВЫЕ ПЕРВОПРОХОДЦЫ
на лишайник в разрезе
под микроскопом,
то можно рассмотреть
и гифы, и водоросли
Лишайники — настоящие персопроходцы в природе они первыми заселя-
ют каменистые склоны, где нет ни почвы, ни других растений. Постепенно
они разрушают камни и помогаютобразовываться плодородномуслою почвы.
Лишайники настолько выносливы,что их можно встретить в пустынях, на вер-
шинах гор и даже в Арктике. А их строение настолько необычно, что ученые
до сих пор удивляются, как два таких разных организма могут жить вместе
----Верхняя кора
Слой клеток
водоросли
№------------1
----- Медулла
Клетки
водоросли
Гифы
как единое целое
Внутреннее
строение
лишайника
Нижняя —
кора
Ризины
Поверхность
- субстрата
(скала
или дерево)
Ч
Многие думают, что ягель — это мох, однако на самом деле это лишайник, хотя
его и называют оленьим мхом. Действительно, ягель - главная пиша северных
оленей зимой. Благодаря своей удивительной способности расти в суровых
условиях, он стал настоящим спасателем тундры. Что же делает ягель таким особенным?
Он растет очень медленно — всего 1-5 мм в год. Представьте, что кустик ягеля, который
вы видите на земле, может быть старше вас, а то и вашего дедушки! Такой медленный
рост позволяет ему выживать в холодном климате, где мало питательных веществ. Этот
лишайник - настоящий экологический индикатор: если ягель растет густо, значит, воздух
здесь чистый. А еще из ягеля делают настои и чаи - он помогает укрепить иммунитет.
_
Диатомеи:	г
живая геометрия
4D
Диатомовые водоросли - настоящие мастера
геометрии в микромире. Свое название
они получили благодаря уникальному строению:
их панцирь напоминает коробочку из двух
идеально подогнанных половинок («диатомос»
с греческого переводится как «разрезанньш
на две части»). Эти крошечные организмы
составляют значительную часть морского
планктона, а также обитают в пресных
водоемах. Диатомеи живут по-разному: одни
свободно плавают в толще воды, другие
Микрофотография диатомовых водорослей
предпочитают оседать на дно, прикрепляясь
к камням, растениям или даже другим существам. Некоторые виды способны ползать
по поверхности грунта, словно микроскопические роботы-исследователи.
КЛЕТКА ПОД ПАНЦИРЕМ
Главная особенность этих водорослей — их панцирь. Он не только защищает диатомей, но и делает их
похожими на миниатюрные ювелирные украшения. Состоит такой панцирь из диоксида кремния, а также
соединений алюминия и железа. Особую красоту ему придают узоры и орнаменты, которые различаются
у каждого тида —можно сказать.у диатомей есть свой «отпечаток» в микромире Интереснотакже,что пан-
цирь покрыт тонкой пленкой пектина и усеян крошечными отверстиями,через которые клетка «общается»
с окружающей средой Внутри клетки тоже много интересного Большую часть занимает вакуоль Цито-
плазма располагается вдоль стенок клетки и в центральной части, где образуется мостик с ядром Особо-
го внимания заслуживают хлоропласты. Они у диа гомей небольшие, но очень многочисленные и окраше-
ны о желтый, бурый или золотистый
цвет Почему не зеленый, как у обыч-
ных растений? Все просто хлорофилл
здесь «спрятан» под другими пигмен-
тами, такими как фукоксантин, который
и придает панцирю золотисто-корич-
невый оттенок
Живая клетка пеннантной диатомеи
с панцирем и внутриклеточными
органеллами.
Диатомовые водоросли - одни из самых древних микроскопических
обитателей Земли. Появились они более 145 млн лет назад, когда по планете
разгуливали динозавры. Несмотря на свой крошечный размер, диатомеи
оставили огромный след в истории Земли. После гибели диатомовых водорослей их
кремниевые панцири не разрушаются, а накапливаются на дне водоемов. Со временем
эти скопления формируют целые породы - например, диатомиты. Это легкие
и пористые осадочные породы используются в промышленности как фильтры для > оды,
наполнители для зубных паст и даже как компоненты взрывчатых веществ!
ФОРМЫ ДИАТОМЕЙ
Диатомеи — одноклеточные водо-
росли, которо1е иногда объединя-
ются в колонии Их размеры могут
сильно различаться от 1 мк до 2 мм
Но еще больше поражает разно-
образие форм этих организмов
Некоторые диатомеи напоминают
зеркальные половинки, симметрич-
ные по бокам, словно их специаль-
но «сложили» пополам. Такие ви-
ды называют пеннантными. Другие
диатомеи выглядят как кружочки
или звездочки с лучами, расходя-
щимися от центра, — у них так назы-
ваемая радиальная симметрия Эти
виды получили название центриче-
ских — их формы похожи на замыс-
ловатые узоры.
Пеннантная диатомея
под микроскопом.
Центрическая диатомея
под микроскопом.
Главные водоросли
тт тт п ит/тлип
многочисленны, что производят почти
Цветение воды, вызванное диатомовыми водорослями.
Диатомовые водоросли встречаются
не только в воде, но и в почве, а также
во льдах. Они остаются доминирующими
среди микроскопических водорослей
круглый год. В планктоне чаще
встречаются центрические формы, хотя
пеннантные тоже не редкость. Зато
в придонных слоях воды и на грунте
преобладают именно пеннантные виды.
Эти крошечные организмы настолько
четверть всего органического вещества
на планете благодаря фотосинтезу!
КАМПИЛОДИСКУС - ЖИВОЕ ИСКОПАЕМОЕ
Диатомеи рода кампилодискус относятся к центрическим водорослям Они обитают в соленых водах
морей, океанов и внутренних солоноватых водоемах Это очень древние организмы — многие из них
давно вымерли и ныне относятся к ископаемым видам.
Живые представители
кампилодискуса под микроскопом.
Астерионелла — колониальная диатомея, образующая звездчатые колонии.
Размеры каждой клетки при этом — 2-3 мкм в ширину и 24-108 мкм в длину.
ПИЩЕВОЙ РЕСУРС
ОКЕАНА
Диатомеи фитопланктона — насто-
ящие рекордсмены среди морских
водорослей. Они составляют целых
90 % от общей массы всех водоро-
слей, что делает их ключевым зве-
ном в пищевой цепи океанов. Эти
крохотные организмы служат едой
для зоопланктона — маленьких
морских животных,которые, в свою
очередь, становятся пищей для бо-
лее крупных обитателей морских
глубин, включая рыб и даже китов
Живущие
на субстрате
диатомеи
могут ползать по нему,
а вот их планктонные
сородичи самостоятельно
передвигаться не умеют.
Однако некоторые
из них иногда
сцепляются вместе — так
что вес их увеличивается —
и опускаются на глубину,
чтобы избежать
< пасности быть
немедленно съеденными.
Диатомеи в капельке воды.
КОЛОНИИ
ДИАТОМЕЙ
Кроме одноклеточных форм, име-
ются и колониальные диатомеи.
Они выглядят как нити, цепочки,
ленточки, веера, звездочки и даже
трубочки с подвижными клетками
внутри. Причем такие колонии мо-
гут быть и свободно плавающими,
и прикрепленными к субстрату
Хлорелла — «зеленое
золото» планеты
Хлорелла — одноклеточная зеленая водоросль, очень распространенная в природе,
главным образом в пресных водоемах, частично — в морской воде, во влажном
грунте и на коре деревьев. Многие виды хлореллы богаты различными полезными
веществами, важна для здоровья и используются в качестве пищевой добавки. А еще
эта микроскопическая водоросль - непревзойденный живой «завод» по производству
кислорода, недаром ее называют «зеленым золотом» Земли.
КАК УСТРОЕНА ХЛОРЕЛЛА?
Клетки хлореллы похожи на зеленые шарики
диаметром от 2 до 10 мк. Эти крохотные соз-
дания защищены тонкой оболочкой, а внутри
них находится одно ядро и большой хлоро-
пласт, расположенный прямо у стенки клетки
Хлоропласт — это «фабрика» фотосинтеза, где
хлорелла производит питателоные вещества,
используя энергию солнечного света В цито-
плазме клетки накапливаются запасы крахмала
и других органических веществ, которые помо-
гают ей выживать в неблагоприятных условиях.
Хлорелла нередко вызывает цветение >ды, а также образует
зеленый налет на различных предметах- Скорее всего,
если вы увидели такое веление в пруду или даже в луже,
то перед вами хлорелла обыкновенная.
Водоросли

Хлорелла богата
белками, жирами,
углеводами
и витаминами. В этом плане она
не уступает мясу и значительно
превосходит пшеницу, в которой
содержится 12 % белка, в то время
как в хлорелле — 50 %. Порошок,
изготавливаемый из этой
водоросли, добавляют и в корм
животным, и в пищу человека.
ИСТОЧНИК КИСЛОРОДА
Хлорелла - безусловный лидер среди
водорослей по скорости размножения
и эффективности фотосинтеза Некото-
рые ее виды способны усваивать более
70 % солнечного света, превращая его
в энергию Более того, всего 1 кг хлореллы
за сутки выделяет до 270 л кислорода —
этого хватит, чтобы обеспечить дыхание
нескольким людям Благодаря таким вы-
дающимся способностям, эту водоросль
используют для очищения и обновления
воздуха в замкнутых пространствах, на-
пример на космических станциях.
Клетки хлореллы под микроскопом
с увеличением в 1000 раз
Многие виды
хлореллы проникают
внутрь других
организмов, из-за чего раньше
ученые не воспринимали
их как самостоятельных
существ. Одни из них быстро
перевариваются, а другие
остаются невредимыми
и начинают жить в симбиозе
со своим новым «хозяином».
Порошок из хлореллы используется в пищевой промышленности.
десмидиевые
водоросли: образец "
симметрии
Свое название «десмидиевые» (от греческого слона «десмос» — «связка») эти
водоросли получили потому, что сначала были найдены их нитчатые формы,
связанные в микроскопические цепочки. Однако большинство десмидиевых —
одноклеточные. Обитают они в пресных водоемах, главным образом в торфяных
болотах, иногда в почве и могут передвигаться благодаря особой слизи,
выделяющейся через поры в клеточной стенке.
НЕОБЫЧНЫЕ КЛЕТКИ
Десмидиевые водоросли имеют необычное стро-
ение. Так, каждая клетка состоит из двух симме-
тричных полсвинок-полуклеток, соединенных
перешейком Ядро у них одно на две поле зинки,
при этом л каждой из них находятся собственные
пластинчатые хлоропласты, по несколько пласти-
нок в каждой. Размеры клеток разнообразны —
от Ь8 до 200 мкм и более
Десмидиевые водоросли
не вызывают цветение воды.
Им самим требуется чистая
вода для жизни, потому они нуждаются
в особой охране.
Зеленая водоросли рода космариум из семейства
десмидиевых под микроскопом.
НЕТРИУМ БЕЗ ПЕРЕТЯЖКИ
Представители вида нетриум пальцевидный нетипичны для десмидиевых — перетяжки у их клеток нет
Они прямые, вытянутые, похожие на веретене или просто овал Интересен их хлоропласт. У неге имеет-
ся центральная часть с отходящими от нее шестью длинными отростками-ребрами, внешние края кото-
рых сильно изрезаны. Разглядеть все это ученые смогли благодаря микроскопам с большим увеличением.
Микрастериас магабулешварский —
один из 3000 видов десмидиевых.
ВОДОРОСЛЬ
С ЛОПАСТЯМИ
Микрастериас магабулешвар-
ский — водоросль, похожая на
звездочку Ее клетки состоят
из двух частей и имеют лопасти
Они сильно перетянуты посе-
редине Длина каждой клет-
ки — 151-220 мкм, ширина —
135-190 мкм, а в месте перетяж-
ки — 19-20 мкм. Эта водоросль
обитает в самых разных регио-
нах мира, в России встречается
и Санкт-Петербурге, Ленинград-
ской, Новгородской, Мурман-
ской областях и на Дальнем
востоке Микрастериас магабу-
лешварский внесен в Красную
книгу Санкт-Петербурга
Вольвокс — находка
для ученых
Вольвокс — удивительная водоросль, которая занимает промежуточное положение
между одноклеточными и многоклеточными организмами. Это колония, где клетки
распределяют обязанности: большинство из них выполняют вегетативные функции,
а отдельные, генеративные, участвуют в размножении. Основное место обитания
вольвокса — пресные водоемы, но его можно встретить и в морской среде.
Зеленая жаба на колонии
вольвокса, способного вызывать
цветение воды.
Вегетативная
клетка
Строение
вольвокса.
ДРУЖНАЯ КОМАНДА КЛЕТОК
Колония вольвокса выглядит как крошечный шарик,
состоящий из множества клеток — от 200 до 10 ты-
сяч! Размеры такой живой «команды» могут дости-
гать 3 мм. Клетки связаны между собой тончайши-
ми протоплазматическими нитями,что позволяет
им работать слаженно. В центре этого шарика нахо-
дится полость, заполненная жидкой слизью. У кле-
ток, расположенных на поверхности колонии, есть
по два жгутика, которые направлены наружу и по-
могают всему «шару» двигаться
Гонидий
(генеративная
клетка)
Внутренняя
полость
Сократительная
вакуоль
Жгутик
Ядро
Световой глазок
 Хлоропласт
(хрома гофир)
ЗНАЧЕНИЕ ДЛЯ НАУКИ
Впервые вольвокс обнаружил знаменитый ученый Антони ван Левенгук в 1700 г. Под микроскопом
он увидел крохотный зеленый шар. который медленно двигался, будто жил собственной жизнью Так
эта водоросль и получила свое название, которое в переводе означает «подвижная зеленая сфера» Се-
годня вольвокс стал настоящей находкой для ученых. Его изучение помогло разработать теорию о том,
что многоклеточные организмы могли возникнуть именно из колониальных форм, подобных вольвоксу
Вольвокс среди других водных микроскопических
организмов. Он двигается с помощью согласованного
движения всех жгутикен наружного слоя.
Колония вольвокса при 400-кратном
увеличении
Один из видов
вольвокса — вольвокс золотистый.
Под микроскопом в каждой
из материнских колоний видны
несколько дочерних
Молодые
колонии
вольвокса
сначала имеют форму
пластинок, потом чаш
и, наконец, шаров.
Полностью созревшие
колонии разрушают
стенки материнской
и выходят наружу.
\________________________г
Спирогира —
вред или польза?
Многоклеточную водоросль спирогиру можно заметить в пресных водоемах
практически в любой точке планеты. Внешне она выглядит как тонкие зеленые нити,
но стоит взглянуть под микроскопом, и перед вами откроется мир ее отдельных
клеток с необычными спиральными хлоропластами. Спирогира играет важную роль
в экосистеме; она не только фотосинтезирует, обогащая воду кислородом, но и служит
пищей для многих водных обитателей. Однако эта «зеленая нить» может стать
настоящей проблемой, если разрастется слишком сильно, превращая живописные
водоемы в заросшие болота. Споры о ее вреде и пользе продолжаются, ведь природа
редко бывает однозначной.
ЧТО ВНУТРИ «ЗЕЛЕНЫХ НИТЕЙ»?
Спирогира может свободно плавать в воде или крепиться к поверхности подводных объектов с помощью
специальных нитевидных выростов Эта нить состоит из цилиндрических клеток, плотно соединенных
между собой цитоплазматическими мостиками, внутри каждой клетки находится большая вакуоль, за^
нимающая почти все се пространство, а в цитоплазме подвешено ядро. У самой стенки клетки распогю
жены длинные хлоропласты, которые напоминают закрученную ленту — отсюда и название «одоросли.
Ширина клеток варьируется от 10 до 100 мкм, а длина всей нити может достигать нескольких сантиме-
тров, что делает спирогиру заметной даже без микроскопа.
На Байкале спирогира иногда р« умножается так активно, что вода превращается
в густой зеленый «кисель», а берега покрываются толстым слоем этой водоросли.
Такое явление наблюдается, когда в воде накапливается слишком много
органических веществ. Спирогира использует их как питание и быстро увеличивается
в массе, при этом ее излишки выбрасываются на берег. Интересно, что этот процесс
помогает озеру очищаться: спирогира, поглощая лишние вещества, фактически выполняет
роль естественного фильтра, хотя на первый взгляд ее обилие кажется вредным.
Эта маленькая водоросль способна накормить огромное количество людей, ведь ее издавна употребляют в пищу.
Спирогира — одна из самых известных водорослей, ведь ее крупные клетки
с простой структурой идеально подходят для изучения под микроскопом.
Именно поэтому она часто становится главной «героиней» на уроках
биологии, помогая школьникам изучать внутреннее строение клеток. Можно сказать,
что спирогира — настоящий учебный материал, подаренный природой, который
раскрыл множество тайн мира низших растений.
Мхи — природные
компасы
Задумывались ли вы, что скрывается за мягким зеленым ковром, которым покрыта
лесная почва или стволы деревьев? Это мхи — удивительные представители высших
растений, одни из древнейших на Земле. Они появились около 300 млн лет назад.
Их строение уже сложнее, чем у водорослей: большинство мхов имеет стебель и листья,
за что их называют листостебельными. Однако у них нет корней и цветков. Ткани,
выполняющие разные функции, у мхов развиты не так хорошо, как у более сложных
растений, но все же они есть. Большинство мхов имеют миниатюрные размеры -
не более 5 см. но встречаются среди них и «гиганты»: например, стебли кукушкина
льна вырастают до 15-30 см. И, конечно, мхи хранят в себе целый микромир.
МИКРОМИР мхов
Мхи устроены куда интереснее,чем кажется на пер-
вый взгляд В их стебельках и листьях есть прими-
тивная проводящая система, которая хоть и простая,
но выполняет важные задачи. Отмершие клетки
создают «трубочки» для транспортировки поды,
а живые клетки заботятся о перемещении органи-
ческих веществ, созданных в процессе фотосинте
за Листья мхов тоже необычны Их наружный слой
состоит из небольших столбиков, сформированных
3-8 клетками. Эти крошечные «солнечные панели»
активно участвуют . фотосинтезе, превращая энер-
гию света ь питательные вещества для растения.
Лист кукушкина льна под микроскопом. Отчетливо
видны столбики фотосинтезирующих клеток, а также
проводящая система.
Ризоиды мха
под микроскопом
с 80-кратным
увеличением.
Это не настоящие
ксрни,
но они выполняют
ту же функцию,
поглощая воду
и различные
вещества из почвы.
сложный жизненный цикл
Мхи отличаются необычным жизненным циклом У них главное место занимает половое поколение (га-
метофит), а бесполое (спорофит) выполняет вспомогательную роль. Гаметофит мха — это зеленое расте-
ние с маленькими листочками, стебеликом и ризоидами, которые заменяют корни. Спорофит же выглядит
как тонкая ножка с коробочкой на конце, где созревают споры. Например, у кукушкина льна мужские
растения образуют антеридии со сперматозоидами, а женские — архегонии с яйцеклетками. Когда спер-
матозоид сливается с яйцеклеткой, образуется зигота, из которой вырастает спорофит — та самая коро -
бочка. Внутри коробочки образуются споры Они падают на землю и превращаются в тонкие нити. На них
вырастают почки, из которых появляются новые зеленые растения. Этот цикл жизни мхоа не только ин-
тересен, но и удивительно сложен для таких маленьких организмов.
Мхи часто называют природными компасами, ведь считается, что они растут
на теневой, северной стороне стволов деревьев, помогая ориентироваться
в лесу. Но это правило действует только в Северном полушарии. В Южном
полушарии мхи предпочитают южную сторону стволов. Однако мхи выбирают
не только стороны света, но и просто тенистые места. А тень может падать на дерево
с любой стороны, в зависимости от окружающих условий. Поэтому, если вы решили
использовать мхи для ориентирования, внимательно осмотрите несколько деревьев.
Если на всех мхи растут с одной и той же стороны, это уже подсказка, в какую сторону
света вы смотрите.
97
Есть ли цветок
у папоротника?
Папоротники принадлежат не просто к высшим, а и к сосудистым растениям: у них
имеется полноценная проводящая система, которая помогает распределять ноду
и питательные вещества. Лист папоротника, называемый «вайя», представляет собой
непосредственное продолжение стебля. Он несет на себе споры, с помощью которых
размножается. Цветка у него нет, так что рассказы о цветущем папоротнике — лишь
красивая легенда. Тем не менее эта группа растений очень
обширна и разнообразна, а ее тайны помогает
раскрыть микроскоп.
Сперматозоиды
Яйцеклетка
Зрелый
спорофит
Спорангии
Половое
размножение
Споры
Зрелый
гаметофит
Зигота
Жизненный цикл
папоротника
Папоротники можно смело назвать «живыми динозаврами» растительного
мира. Эти растения появились на Земле более 350 млн лет назад, задолго
до появления первых ящеров! В те времена папоротники достигали
гигантских размеров и были похожи на деревья, из которых впоследствии образовались
залежи угля. Сегодня эти растения, хоть и меньше своих древних родственников,
тоже удивительны. Например, их размножение связано с крохотными спорами,
которые разлетаются в воздухе, а для того, чтобы прорасти, папоротнику нужна вода.
И еще один интересный факт: листья папоротников могут сворачиваться в спираль,
а разворачивание этих «улиток» напоминает магический танец природы.
Споры папоротника: зрелые и прорастающие. Сами
по себе они коричневого цвета и не нуждаются
в специальном окрашивании для лучшей видимости,
поэтому их легко рассмотреть в обычный школьный
световой микроскоп.
СТРОЕНИЕ СПОР
У папоротников споры созревают в специ-
альных мешочках, называемых спорангиями
У более древних видов стенка спорангия со-
стоит из нескольких слоев клеток, а у боль-
шинства современных - всего из одного Спо-
рангии имеют особое устройство, которое
помогает им раскрываться и вь1свобождать
созревшие споры У большинства папорот-
ников спорь! одинакового размера, поэтому
их называют равноспоровыми Однако су-
ществуют и разноспоровые папоротники их
мелкие микроспоры развиваются в мужской
гаметофит, а крупные мегаспоры — в женский
Некоторые папоротники
умеют «ходить»! Конечно,
не в буквальном смысле,
но такие растения, как. например,
папоротник лигодиум, способны
расти, цепляясь своими длинными
листьями за соседние деревья
и ползти вверх, словно лиана.
Благодаря этому они могут
перебираться на новые участки,
где больше света.
Неразорвавшийся спорангий и созревающие спооы
под световым микроскопом с увеличением в 400 раз.
Разорвавшийся
спорангий выпускает
созревшие споры.
Увеличение в 400 раз.
Дикий лигодиум любит
«лазить» по деревьям-
99
Хвощи — куда
спрятались листья?
Хвоши — особенные сосудистые растения, которые
относятся к одному роду. Хотя их существует всего
до 32 видов, они распространены по всему миру —
от Южной Америки и Африки до Арктики. Особенно много
хвощей растет в северных районах планеты, в районах
между 40 и 60 градусами северной широты. Из-за их
распространенности и уникальности хвощи хорошо
Спорангий
Стробил
(спороносный
колосок)
изучены, в том числе на микроскопическом уровне.
КАК УСТРОЕН ХВОЩ?
Самым распространенным аидом хвощей является
полевой. Это растение может вырасти от несколь-
ких сантиметров до нескольких метров в высоту
У него длинное подземное корневище, от которо-
го отрастают маленькие клубни У хвоща бывают
два типа побегов: i-егетативные и генеративные
Вегетативные побеги размножаются с помощью
клубней, а генеративные — спорами. Споры нахо-
дятся в специальном образовании, которое назы-
вается спороносным колоском или стробилом
Продольный разрез спороносного колоска
хвоща полевого.
У хвоща очень
маленькие,
чешуйчатые
листья: чтобы
их рассмотреть,
понадобится лупа
или даже микроскоп.
А то, что вы можете
принять за листья, —
на самом деле боковые
побеги. Именно
необычное строение
дало растению его
название — от слова
«хвост». Кстати, его
латинское название
означает «конская
грива».
СПОРЫ
С ЛЕНТАМИ
На пс верхности спор хвощей есть
специальные ленточки, которые
называются элатерами Это такие
части оболочки споры, котсрые
во влажных условиях могут закру-
чиваться вокруг нее, будто одевая
спору, или, наоборот, разворачи-
ваться, когда станоьится сухо Это
необычное явление можно уви-
деть только под микроскопом, по-
тому что как споры, так и их лен-
точки очень маленькие.
Хвощ большой, высота которого достигает 120 см, способен
образовать целые заросли.
Псперечный разрез спороносного колоска со спорами и их элатерами под свет.-ым микроскопом,устройство которого
позволяет получать очень контрастные изображения
Хвощ очень полезен. Отвары из его побегов помогают лечить множество
болезней, а с помощью порошка можно полировать мебель, потому что стебли
этого растения содержат кремнезем. Кроме того, одним из видов хвощей
питаются северные олени.
Хвойные: тайны
под микроскопом

Каждый из нас хорошо знаком с такими
деревьями, как сосна и ель, мы не раз видели
и трогали их иголочки. Иголки эти называются
хвоей и представляют собой видоизмененные
листочки. А растения, которые носят их,
называются хвойными. Среди них есть
и самые высокие деревья на Земле - секвойи,
и стройные и прямые корабельные сосны
с мох'учими стволами, из которых раньше строили
мачты и сами суда, и невысокие кустарники туи.
Хвойные — растения вечнозеленые, недаром именно
елки мы украшаем на Новый год. А естественным убранством
им служат шишки, которые скрывают в себе целый микромир.
Имеются свои тайны и у стволов, тонкое строение которых
можно рассмотреть под микроскопом.
3» „ -
Поперечный срез
соснового ствола
в 20-кратном
увеличении.

Ствол хвойного дерева - это как стебель, только он твердый и высокий.
Его главная роль — перемещать воду, минералы и питательные вещества вверх
и вниз. Ствол состоит из пяти слоев: сердцевины, древесины, камбия (слоя,
где образуются новые клетки), луба и коры.
СТРОЕНИЕ ШИШКИ
Шишка — это особый орган размножения хвойных
растений. Некоторые ее части настолько крошеч-
ные, что их можно рассмотреть только под микро-
скопом. Например, на чешуйках мужских шишек
расположены пыльцевые мешки, где образуется
пыльца. Женская шишка устроена немного слож-
нее. она состоит из оси, на которой находятся два
типа чешуек — кроющие и семенные. На семенных
чешуйках формируются семяпочки, внутри кото-
рых созревают яйцеклетки Обычно таких семяпо-
чек дае, но у некоторых видов их может быть боль-
ше, что означает больше семян для размножения.
Высшие растения
Молодая сосновая женская шишка под микроскопом
Жизненный цикл голосеменного растения.
Спорофит
Семяпочка
Крылышко
Микроспсоангий
Оболочка
Мегаспоры
Семя
Запас пищи
Пыльцевая
трубка
Микропиле
(пыльцевход)
Чешуйка
мужской
шишки
Оболочка
семени
Женская
шишка
Архегоний
с яйцеклеткой
Пыльцечое
зерно
Микроспорангий
— Материнская
клетка микроспор
Мужская
шишка
Чешуйка
женской
шишки
Чешуйка
мужской шишки
Микрогаметофит
Материнская
клетка
микроспор
Мегагаметофит
Оболочка
_	Спермин[ V
Семязачаток
Прорастающее
пыльцевое зерно
ЖИЗНЬ ХВОЙНОГО РАСТЕНИЯ
Хвойные относятся к группе голосеменных растений. В отличие от споровых растений, у них есть семена,
из которых вырастает новое растение Эти семена расположены открыто.без защитного плода,прямо на че-
шуйках шишек. Шишки у хвойных бывают двух видов мужские и женские. В мужских образуется пыльца,
которая при созревании переносится ветром на женские шишки Там происходит опыление, а следующей
весной — оплодотворение После этого на женских шишках начинают развиваться семена. Они созревают
довольно долго - до следующей весны Когда семена готовы, шишки раскрываются и ветер разносит их
далеко от материнского дерева Благодаря небольшим крылышкам семена могут пролететь значительное
расстояние Теперь им остается найти подходящее место, чтобы прорасти и дать начало новой жизни
103
Падают ли с елки
старые иголки?
Хвойные деревья остаются зелеными круглый год, даже зимой, когда все вокруг
покрыто снегом. Кажется, что их иголки совсем не опадают, но это не так. Хвоя сосен
и елей тоже меняется, только происходит это постепенно: старые иголки падают,
а на их месте появляются новые. Почему же так происходит? Ответ можно найти, если
изучить микроскопическое строение хвоинок.
ЗАЩИТА ДЛЯ ХВОИНКИ
Иголки помогают хгойным выживать з суровых
условиях. На поверхности хвоинки находится
эпидермис - это верхний слой клеток, покрытый
восковым налетом. Такой «щит» не дает иголке
замерзать и защищает от пересыхания. Под эпи-
дермисом спрятан еще один слой — гиподерма
Ее клетки имеют толстые стенки, которые де-
лают иголки крепкими, словно кора у ствола.
У некоторых хвойных гиподерма даже одревес-
невает, что придает иголкам особую прочность.
Дальше идет слой паренхимы — ткани, |де нахо-
дятся хлоропласты. Именно благодаря им игол-
ки остаются зелеными круглый год. У некоторых
деревьев в паренхиме можно обнаружить смоля-
ные ходы Они вырабатывают смолу, которая за-
щищает растение от вредителей и повреждений.
А ближе к центру иголки находятся проводящие
пучки, которые доставляют воду и питательные
вещества. Все это вместе делает хною настоящим
природным «доспехом», способным выдержи-
। ать холод и оставаться на ветках даже в самые
морозные дни.
Еловые иголки в поперечном разрезе под микроскопом
ФОТОСИНТЕЗ В ИГОЛКАХ
Есть еще одна интересная причина, почему хвоя остается зеленой даже зимой. Все дело в том, что иголки
маленькие и узкие, поэтому им нужно совсем немного света для фотосинтеза Этот процесс в них про-
ходит быстро и эффективно, даже в холодное время года. Благодаря этому хлорофилл, который отвечает
за зеленый цвет, остается активным и не разрушается.
Зеленая хвоинка, полная хлорофилла, в поперечном
разрезе под микроскопом.
Еловая иголка в продольном разрезе.
Интересно, что хвоя может быть полезна не только животным, которые ею
питаются, но и людям. Ее собирают, сушат и готовят из нее целебные отвары
или настои. Такие напитки использовали еще в старину, чтобы лечить простуду
и авитаминоз, особенно зимой, когда свежих овощей и фруктов нс хватало. Кроме того,
в хвое содержится огромное количество витаминов и микроэлементов, а особенно
витамина С, который жизненно важен для человека. Он помогает поддерживать
иммунитет, ускоряет заживление ран и даже помогает бороться с усталостью.
Хвойные
растения—«хозяева»
в северных лесах,
именно из них
в основном состоит
бескрайняя тайга,
но немало их
и в южных краях.
Цветковые растения
элита флоры
Цветковые растения называют также покрытосеменными. Их семечко развивается
из завязи цветка и защищено плодом - отсюда и название. Это самая эволюционно
продвинутая и самая многочисленная группа высших растений. Пшеница, которая
колосится на полях, картошка, клубни которой созревают в земле, лен и хлопчатник,
одевающие нас, многочисленные плодовые деревья — все они относятся к цветковым
покрытосеменным растениям. И у всех у них имеется свой микромир, открытый
человеческому познанию.
Цветковые растения не только красивы, но и скрывают
в себе удивительные тайны природы
МИКРОМИР ЦВЕТКОВОГО
РАСТЕНИЯ
Цветковое растение, также как и хвойное, име-
ет корень и стебель (иногда это мощный ствол).
Но, кроме того, у этих растений есть широкие ли-
стья, а главное - цветок, который служит органом
размножения.Каждая из частей выполняет св->и
задачи благодаря особым тканям, которые ее об-
разуют проводящим, покровным, механическим,
образовательным и основным Некоторые из них
проходят через все растение. Например, прово-
дящие ткани, как маленькие трубочки, доставля-
ют воду и питательные вещества от корней к ли-
стьям. а также переносят продукты фотосинтеза.
За него,кстати,отвечает другаяткань — мезофилл
Всего цветковых растений
сегодня насчитывается
350 000 видов. 600 из них
являются растениями-хищниками —
они поедают насекомых!
А вот верхний слой листа, эпидермис, защища-
ет растение от высыхания и повреждений. Все
ткани помогают растению укореняться в земле,
расти, держаться прямо, питаться, размножаться
и защищаться Ученые узнали о них благодаря ми-
кроскопам и множеству экспериментов
АНАТОМИЯ ЛИСТА
Кутикула
Губчатая паренхима
Нижний эпидермис
ВНУТРЕННЯЯ СТРУКТУРА СТЕБЛЯ
Сердцевина
Системы тканей цветкового растения
Эпидермис
ВНУТРЕННЕЕ СТРОЕНИЕ КОРНЯ
Кортекс
Камбий
Флоэма
Перицикл
Ксилема
Эндодермис
Кортекс
Эпидермис
Сосудистый камбий
Первичная флоэма
Ксилема
Флоэма
Верхний эпидермис
Палисадная паренхима
Корневой
волосок
Переичная
ксилема
ПУТЬ ЧЕРЕЗ РАСТЕНИЕ
Пр/зодящая ткань — «транспортная система» рас-
тения, которая проходит через его корни, стебель,
листья и цветы Она состоит из сосудисто-волокни-
стых пучков и включает два типа клеток, работающих
как маленькие трубочки. Ксилема — это «водопро-
вод» растения Ее клетки одревесневшие и очень
прочные, по ним вода вместе с растворенными мине-
ральными веществами поднимается от корней вверх,
питая стебель, листья, цветы и почки Флоэма — это
«пищевой транспорт» Она состоит из живых клеток,
которые переносят органические вещества, создан-
ные в листьях bi время фотосинтеза Эти питатель-
ные вещества могут двигаться как вверх, так и вниз,
ведь питание нужно всем частям растения. Интерес-
но при этом, что по флоэме движется не только орга-
ника, но и вода
Проводящая ткань растения ь вертикальном разрезе.
КСИЛЕМА
Вода и минеральные
вещества
_’ода и питательные
вещества
I
Непрерывная
стенка сосуда
Однонаправленный
госходящий ток
Двунаправленный
ток, нисходящий
И ВОСХОДЯЩИЙ
Ситовидные
пластинки
ФЛОЭМА
от микромира
к макромиру
Цветок — самая красивая часть растения. Он выполняет важную функцию —
размножение. Красота цветка привлекает насекомых, таких как пчелы, которые
помогают переносить пыльцу с одной части цветка на другую. Без этих маленьких
помощников растения не смогли бы завязать плоды с семенами. Цветок - это,
по сути, видоизмененный побег растения. Он состоит из цветоножки, цветоложа,
чашелистиков, лепестков и генеративных частей — тычинок и пестика. Тычинки
выделяют пыльцу, а пестик принимает ее, что приводит к оплодотворению.
Интересно, что есть цветы, которые не нуждаются б насекомых для опыления —
они самоопыляются. Такие цветы обычно не очень яркие, при этом
они тоже выполняют свою роль в природе. Тычинки и пестики
можно увидеть без увеличительного стекла, но чтобы изучить их
строение и понять, как все происходит, понадобятся микроскопы.
Размножение цветкового растения
Рыльце
Рыльце
Пестик
Пестик
Чашелистик
ЗАРОЖДЕНИЕ НОВОГО РАСТЕНИЯ
Появление новых цветков — сложный и увлека-
тельный процесс Все начинается с пыльцы, кото-
рая состоит из маленьких пыльцевых зерен, - это
мужская часть растения. Образуясь на тычинках,
зерна попадают в пестик. После этого пыльца на-
чинает прорастать и образует пыльцевую трубку,
которая проходит через стебелек пестика в завязь.
Внутри пыльцевого зерна одна клетка делится
и образует два сперматозоида Эти сперматозо-
Лепесток
ПЕСТИК
Рылоце
Столбик
---- Завязь
ТЫЧИНКА
Пылвник
Пыльцевое зерно
Нить
Цветок
Оплодотворение
Прорастающее
семя
Зигота
Пыльцевая
трубка
Спермий
Яйцеклетка
Цветоложе
Зародышевый
мешок
ЗЕРНА ПЫЛЬЦЫ
Пыльцевые зерна — представители микромира
они настолько малы, что их можно увидеть толь-
ко под микроскопом. При этом у разных растений
их размеры варьируются от 10 до 203 мк. Фер-
ма пыльцевых зерен также самая разная круглая,
овальная, треугольная, а иногда даже звездчатая
Поверхность пыльцы украшена узорами, напоми-
нающими шипы, бороздки или сеточки. Эти узоры
помогают ученым определить, какому растению
принадлежит пыльца.
иды путешествуют в зародышевый мешок — жен-
скую часть растения, где находится яйцеклетка
и несколько доугих клеток Один сперматозоид
соединяется с яйцеклеткой, и так образуется зи-
гота, из которой позже вырастет новое растение.
Нторой сперматозоид слипается с центральной
клеткой, создавая ткань, которая будет питать раз-
вивающийся зародыш Этот удивительный процесс
называется двойным оплодотворением.
Размножение цветкового растения.
] Цветы
разнообразны
не только
по расцветкам и формам,
но и по размерам.
Крохотный, почти
незаметный цветок
ряски едва достигает
в диаметре 1 мм.
А самый большой —
раффлезия - вырастает
до 105-110 см!
I
Разнообразие пыльцевых зерен
под сканирующим электронным
микроскопом.
ОДНОДОЛЬНОЕ
ИЛИ ДВУДОЛЬНОЕ?
Цветковые растения делятся на две группы - однодольные
и двудольные К двудольным относятся, напоимер, роза
и ромашка, к однодольным — пшеница и тюльпан. Двудоль-
ные насчитывают 400 семейств, а однодольные — всего
100 Отличаются они прежде всего количеством семядолей
в семени, строением цветка и листьев, а также корневой
и сосудистой системами Так, число лепестков и тычинок
у однодольных кратно трем, а у двудольных — четырем
или пяти Но эти отличия видны невооруженным глазом,
при этом они связаны с отличиями в микромире, которые
можно разглядетьтолько под микроскопом.
Чтобы определить,
относится ли растение
к однодольным
или двудольным, одного
признака недостаточно.
Например, у двудольного
подорожника жилкование
листьев дуговое, что больше
характерно для однодольных.
А однодольные растения,
такие как пальмы, могут иметь
мощные стволы, что чаще
ассоциируется с двудольными.
ЛИСТ ОДНОДОЛЬНОГО РАСТЕНИЯ
ЛИСТ ДВУДОЛЬНОГО РАСТЕНИЯ
Внутреннее строение листа у двудольного и однодольною растений
Высшие растения
ОТЛИЧИЯ МЕЖДУ
листьями
СЕМЕНА ОДНОДОЛЬНЫХ
И ДВУДОЛЬНЫХ - сходство
И РАЗЛИЧИЯ
Листья однодольного и двудоль-
ного растений легко отличить
невооруженным глазом, рас-
смотрев их жилки У однодоль-
ных жилкелание параллельное
(дуговое), у двудольных - сет-
чатое. Однако имеются отличия
и на уровне тканей и клеток,
о которых ученые узнали с по-
мещаю микроскопа.
Семена однодольных и двудольных растений устроены похоже:
у них есть кожура, зародышевый корень, стебель, почка и семядоли.
Но есть и различия У большинства однодольных внутри семени на-
ходится специальная ткано - эндосперм, которая запасает питатель-
ные вещества для роста А у многих двудольных растений она отсут-
ствует, потому что питательные вещества сразу переходят в ткани
зародо1ша. Однако у некоторых двудольных, например у фасоли
и других бобовых, эндосперм есть Так или иначе, растущий зародыш
всегда получает питание: у однодольных — из эндосперма, а у дву-
дольных — из зародыша или из эндосперма, если он присутствует.
Фасоль
Пшеница
I_______________I
ОДНОДОЛЬНЫЕ
Ci роение семян
РАЗНЫЕ КОРНИ
двудольных
и однодольных
растений.
У двудольных растений главный корень развивается из зародышевого корешка се-
мени, и потому их корневая система называется стержневой. У однодольных коре-
шок либо вообще не выходит из семени, либо формируется слабо, причем одновре-
менно развивается множество придаточных корней — так образуется мочко затая
корневая система Если посмотреть на поперечный срез корней под микроскопом,
можно заметить еще больше отличий.
Строение
корней
однодольного
и двудольного
растений.
КОРЕНЬ ОДНОДОЛЬНОГО РАСТЕНИЯ
КОРЕНЬ ДВУДОЛЬНОГО РАСТЕНИЯ
Почему опадают
листья?

Лист — это наружный орган растения, выполняющий
множество важных задач. Его главная функция —
фотосинтез, процесс, благодаря которому растение
превращает солнечный свет в энергию. Кроме того,
через листья растение дышит и избавляется от лишней
воды. Лист покрытосеменных растений состоит
из черешка, листовой пластинки и прилистников.
Форма листовой пластинки устроена так, чтобы клетки
с хлорофиллом могли легко улавливать солнечные
лучи. Жилки, проходящие по листу, напоминают
сеть: они состоят из сосудов, которые
транспортируют воду и питательные
вещества. Чтобы узнать больше о строении
листа, ученые используют микроскоп.
Через него открывается удивительный мир,
где можно разглядеть мельчайшие детали.
ВСЁ ДЕЛО - В ЭКОНОМИИ
Осенью листья деревьев начинают желтеть. Дело
в том, что, когда день станс зится короче, хло-
рофилла, нужного для фотосинтеза, в клетках
становится меньше, так как он перестает синте-
зироваться И тогда становятся заметны другие
пигменты — каротиноиды, которые и придают ли-
стьям желтый, а иногда и оранжевый цвет, а также
синтезируются заново пигменты антоцианы, кото-
рые делают лист красным. Коричневый цвет свя-
зан с клеточными стенками, которые раньше были
скрыты под слоем пигментов. После смены цвета
листья опадают, чтобы растение могло сэкономить
воду, которая зимой особенно важна для его вы-
живания А сот иголки хв эйных деревьев остаются
зелеными и не опадают зимой благодаря своему
особому строению, которое помогает им пере-
Так выглядит лист крапивы
под электронным сканирующим
микроскопом.
Микрофотография осеннего листа клена.
В осе пнем парке.
жить холод
Высшие растения
ВАЖНЫЕ «ВОРОТЦА»
На поверхности листьев и стеблей растений на-
ходятся устьица — крошечные «воротщ», обра-
зованные клетками эпидермиса. Каждое устьице
состоит из дзух замыкающих клеток, между ко-
торыми находится устьичная щель Эти «ворот-
ца» умеют открываться и закрываться, выпол-
няя важные задачи, Так, когда устьица открыты,
они впускают углекислый газ, который растения
используют для фотосинтеза, и выпускают кис-
лород, необходимый для дыхания Но это не все:
через открытые устьица растение также выде-
ляет лишнюю воду, полученную из почвы Этот
процесс испарения называется транспирацией
Он помогает растению охлаждаться в жару. Ин-
тересно, что растения могут «решать», когда от-
крывать или закрывать устьица, чтобы не терять
слишком много оды в засуху или на солнцепеке.
Такое поведение делает их настоящими мастера-
ми выживания!
Устьица под микроскопом. Длина одного устьица
находится в пределах 0,01-0,06 мм. При этом у растений,
которые растут в тени, бывают и более крупные устьица
Эпидермальная
клетка
Запирающие
клетки
ОТКРЫТОЕ УСТЬИЦЕ
Хлоропласт
Внутренняя
стенка
Вакуоль
Ядро
устьиц.
Устьичная
щель
Строение
ЗАКРЫТОЕ УСТЬИЦЕ
Запирающие
клетки
Эпидермальная
клетка
Хлоропласт
Вакуоль
— Ядро
Оказывается, у кактусов есть не только колючки,
но и обыкновенные листочки, расположенные
у основания стебля (ствола). Но они очень маленькие —
от 30 до 200 мкм. так что увидеть их можно только в микроскоп.
Эти крошечные листочки быстро опадают, так как для жизни
в пустыне они растению не нужны. Их роль сводится к защите
и помощи молодым побегам на начальных этапах развития.
и
Плоды: целый мир
в завязи цветка
Плод растения появляется из завязи пестика,
но иногда в его формировании участвуют и другие
части цветка. Например, могут подключиться
цветоложе или цветочная трубка, которые
разрастаются и становятся частью плода. Завязь
увеличивается, потому что ее клетки начинают
активно делиться и расти. Стенки завязи
превращаются в стенки плода, которые называют
околоплодником. Он состоит из трех слоев:
наружного — это кожура плода, защищающая
его от внешнего воздействия: среднего — самого
сочного и мягкого слоя, как у персиков или арбузов;
внутреннего — твердой части, которая, например,
образует косточку у вишни. Плоды в природе бывают
очень разными — это ягоды, костянки, орехи, яблоки
(да-да, это специальное название плода!). Они могут
быть сочными и сухими. Например, виноград - это
ягода, с мягкой и сладкой мякотью. У вишни семя
спрятано в косточке, а у орехов снаружи твердая
и прочная оболочка. Даже у привычного яблока
под кожурой находится особая структура, которая
помогает защитить семена внутри. Если посмотреть
на плоды через микроскоп, можно увидеть
невероятные детали. Например, как устроены
клетки кожицы, мякоти или косточки.
СЕКРЕТЫ ЗЕМЛЯНИКИ
Мы привыкли называть землянику ягодой, но на самом деле
это не совсем так Настоящая ягода формируется только
из завязи цветка. У нее есть плотная оболочка, сочная мя-
коть и семена внутри. Например, такие ягоды — это вино-
град или крыжовник А вот у земляники все устроено иначе
Ее сладкая и мягкая часть — это разросшееся цветоложе, а на-
стоящие плоды — это крошечные орешки, которые разбро-
саны по поверхности Их мы даже не замечаем, когда едим
ягоды, но они хорошо ьидны.если присмотреться.
Строение плода-костянки, к которому
относятся персик, вишня, слива.
Внеплодник Межплодник Внутриплодник
(кожица) (мякоть) (косточка)
I______________________________________I
Околоплодник
Крошечные семена земляники
под микроскспом с 50-кратным увеличением
Высшие раст
114
А вы знаете, какие плоды
растут на хлебном дереве?
Конечно, не булки.
Эти огромные соплодия напоминают
по форме и размеру дыню.
Они хоть и не похожи на хлеб,
зато очень вкусные и питательные.
В них много крахмала, который
при приготовлении делает их мякоть
похожей на хлебное тесто.
Из плодов хлебного дерева готовя! всевозможные
блюда: их жарят, варят, запекают, сушат и даже
перемалывают в муку, чтобы печ0 из нее лепешки.
ЯДОВИТАЯ ЗАЩИТА
Некоторые растения, чтобо! защитить свои семена от хищников, используют хитрую тактику: они напол-
няют плоды особыми токсичными веществами, спрятанными в микроскопических капсулах. Эти капсулы
могут быть опасны для зверей, птиц, людей или насекомых, но при этом совершенно безвредны для са-
мого растения. Крошечные ядовитые пузырьки, где хранятся токсичные вещества, остаются целыми, пока
плод не поврежден. Но как только кто-то кусает или раздавливает плод, капсулы разрушаются, высво-
бождая ядовитый сок. Эти вещества могут вызывать горечь, отравление или неприятные ощущения, что-
бы отпугнуть хищников Однако при этом интересно, что ядовитые плоды опасны не для всех животных.
Например, птицы часто питаются плодами белладонны или волчьих ягод, потому что их организм устой-
чив к этим токсинам. Более того, пернатые помогают растению распространяться, разнося семена и сво
их желудках на большие расстояния
МИКРОМИР ЯБЛОК
Знаете ли вы, что яблоко — это не просто фрукт, а плод, ко-
торый образуется из нескольких частей цветка7 Оно фор-
мируется не только из завязи, но и из разросшегося цвето-
ложа, околоцветника и цветочной трубки Такой сложный
процесс делает яблоко уникальным. Интересно, что ябло-
ко — это тип плода, который встречается у всех растений
из семейства розозых Например, у груши плод устроен
точно так же, как у яблока, поэтому его тоже называют ябло
ком с ботанической точки зрения
Так выглядят клетки самого обычного яблока под микроскопом
с ядрами, окрашенными в разные цвета благодаря пигментам.
1 уоки — живые
фильтры
Губки — это многоклеточные водные животные, обитающие в основном в морях,
на разных глубинах. Они не передвигаются, а прикрепляются к грунту, что делает их
похожими не на животных, а, скорее, на причудливые разноцветные растения. Ткани
у них не сильно развиты, но имеются пласты из дифференцированных клеток — таким
образом губки содержат в себе весьма интересный микромир.
Мезохилл
Пороциты
(пинакоциты
с отверстиями)
।____________
Ток о оды
Парагастральная
полость
Оскуюм (устье)
Спикулы
Хоаноцит
Эпидермис
(пинакодерма) -
Внутреннее
строение тела
губки.
Фагоцитоз пищевых частиц
частицы
ДЛЯ ЖИЗНИ В ВОДЕ
Губка имеет форму бокала с полостью внутри. Ее тело
плотно прикреплено к поверхности, нижняя часть
называется базальной, а верхняя — апикальной.
У губки сложная система каналов, через которые
постоянно проходит вода вместе с ней проникают
мелкие организмы — это и есть пища губки Основ-
ная работа по фильтрации воды и захвату пищи вы-
полняется специальными клетками — хоаноцита-
ми. Эти крошечные клетки (всего 2-10 мкм) имеют
жгутик и небольшой воротничок. Жгутик создает
движение воды, а воротничок улавливает пищевые
частицы Внешние слои губки состоят из клеток пи-
накоцитов, которые формируют своего рода кожный
покрои Внутренний слой губки называют эндодер-
мой, а внешний — эктодермой Между ними находит-
ся слой мезохилл (или мезоглея) Это не клеточная
ткань, а скорее, желеобразная прослойка, в которой
находятся разные клетки Например, там есть амебо-
идные клетки, которые передвигаются и помогают
губке переваривать пищу, а еще защищают ее от бак-
терий Скелет губки поддерживают маленькие мине-
ральные иголочки-спикулы, которые вырабатывают
клетки склероциты. Также в мезохилле есть полс-иые
клетки, благодаря которым губка может размножать-
ся Удивительно, но губка сочетает в себе и простоту,
и сложность ее тело устроено так, что оно идеально
приспособлено к жизни в воде, где она всегда найдет
пищу и укрытие.
КАК РАЗМНОЖАЮТСЯ ГУБКИ?
Губки могут размножаться и бесполым, и половым путем Бесполое размножение - это почкование, от-
деление отдельных фрагментов или образ'-зание геммул, которые могут пережить и морозы, и засуху
В случае полового размножения из амебоидных клеток образуются яйцеклетки и сперматозоиды, про-
исходит оплодотворение, развивается личинка, а затем — взрослый организм.
Так еыглядит геммула
под микроскопом.
ЗАЩИТНАЯ
КАПСУЛА
Когда губке становится сложно
выживать, она создает специ-
альные капсулы — геммулы Эти
крошечные почки путешеству-
ют по морю вместе с течениями,
внутри геммулы находятся клет-
ки, полные питательных веществ,
а снаружи их защищает крепкая
оболочка Удивительно, но такая
капсула способна пережить даже
100-градусные морозы! И когда
условия снова становятся благо-
приятными, из геммулы выраста-
ет но зая взрослая губка.
Размеры губок очень
разнообразны—их высота
может быть от нескольких
миллиметров до 1,5-2 м
_ — ----- _ . . _ _ . . _ _
У многих губок в мезохилле обитают бактерии, а также
микроскопические водоросли, что является одним
из примеров симбиоза. Так что микромир губок —
это не только их собственные клетки, но и симбиотические
одноклеточные организмы.
Подводное царство
коралловых полипов W
Яркие, разноцветные кораллы, похожие на подводные цветы, — на самом деле
живые существа. Кстати, правильнее называть их коралловыми полипами. Сам же
коралл — это то, что остается от них после смерти, своего рода их скелет. Коралловые
полипы принадлежат к кишечнополостным и делятся на две группы — стрекающих
и гребневиков. Большинство кораллов, украшающих рифы, относятся к последним.
Обитают они в основном в теплых морях. Причудливые коралловые полипы,
завораживающие своей красотой, способны создать целое подводное царство,
скрывающее в себе удивительный микромир.
ЧТО СКРЫВАЕТ КОРАЛЛ?
Коралловый полип имеет интересное внутреннее строение, между внешним и внутренним слоями
находится прослойка, похожая на желе, которую называют мезоглеей В ней расположены белковые
волокна, а также разные клетки, включая мышечные, нервные и стрекательные. Эт< делает полип
настоящим многоклеточным ор-
ганизмом Внешне он похож
на цветок с лепестками-щупаль-
цами, количество которых всег-
да делится на шесть или восемь.
Именно по этому признаку ко-
раллы разделяют на 6- и 8-луче-
вые «Цветок» коралла окружен
известкосэй оболочкой, кото-
рую он сам создает, извлекая
из морской воды известь. По-
липы в одной колонии соединя-
ются своей живой тканью и из-
вестковыми скелетами, образуя
единое целое. После их смер-
ти кораллы обычно выцветают,
оставляя белоснежные извест-
ковые скелеты
Строение
кораллового	,,
Известковый
ПОЛИЛа.
Нематоцисты — колючки,
расположенные
на концах щупалец
и наполненные токсинами,
которые парализуют
микроскопических
ракообразных и прочие
организмы (ими питается
полип), а также защищают
Зооксантеллы — симбиотические водоросли,
которые живут в клетках полипа и играют
важную роль в его питании До °0 % пищи
кораллоь приходится на органическое
вещество, образуемое в результате фотосинтеза
этих водорослей Полипы предоставляют
недорослям укрытие, а также снабжают их
азотом, фосфором и углекислым газом
Одиночные
коралловые полипы
объединяются в колонии
из генетически идентичных
особей — клонов. Такая колония
фактически представляет собой
единый организм, который ученые
иногда называют животным
со множеством ртов.
Стрекающие —
полип или медуза г
4D
Синие медузы почти не видны
в своей родной стихии.
У стрекаюших — родственников
кораллов - удивительный
жизненный цикл. Он включает
две стадии, которые выглядят
как совсем разные существа:
неподвижный полип и свободно
плавающая медуза. Но на самом
деле это одно и то же животное!
Только полип размножается
бесполым способом,
а медуза — половым. Медузы
бывают от совсем крошечных,
всего несколько миллиметров,
до гигантов, достигающих 2 м
в диаметре.
СМЕНА ПОКОЛЕНИЙ
Полип размножается с помощью
почкования. На его теле появляют-
ся «почки» будущих медуз, и в этот
момент его называют стробилой.
Постепенно «почка» отделяется
и превращается в маленькую меду-
зу — эфиру, которая свободно пла-
вает в море. Эти эфиры размером
от нескольких миллиметров до пары
сантиметров растут и развигают-
ся У взрослых медуз мужского
пела формируются сперматозоиды,
а у женских — яйцеклетки После
оплодотворения из них появляются
личинки — планулы. Осев на мор-
ское дно, планулы превращаются
в носых полипов Так происходит
жизненный цикл этого существа.
Смена поколений:
медуза и полип.
Личинка- планула
Медуза
ВОДЯНАЯ
СУЩНОСТЬ
Медуза почти целиком — на
98 % — состоит из соды. Это
и неудивительно ведь вода — ее
естественная среда обитания.
Тем не менее эта живое много-
клеточное и довольно сложно
устроенное существо И более
того, она может быть опасной,
ведь ее стрекательные клетки
содержат яд, который спосо-
бен вызвать сильную боли даже
у человека
НЕ ТОЛЬКО ПЛАВАЮЩИЕ, НО И СИДЯЧИЕ
Некоторые медузы ведут себя соссем необычно — вместо того чтобы плавать
и воде, они прикрепляются к различным поверхностям, например к водорос-
лям, и переворачиваются вверх щупальцами. Их так и называют — сидячие
медузы. При этом многие из них плавать умеют. А вот глубоководная люцина-
рия — настоящая сидячая медуза. Она не может плавать, зато как потрясающе
выглядит эта медуза, если рассматривать ее под увеличением!
Способные испускать
свет медузы используют
биолюминесценцию
для того, чтобы
защищаться от хищникее
или приманивать
добычу.
Люцинария под микроскопом, с помощью которого
прекрасно видны щупальца медузы.
Медузы почти прозрачны, но под микроскопом их
микромир различается особенно четко-
Медузы. как и некоторые другие живые существа, способны к свечению.
Причем глубоководные медузы светятся красным светом, а те, которые
плавают ближе к поверхности, — голубым.
Звезды бывают
не только на небе
А вы знали, что иголки растут не только у лесных ежей, но еще и у морских, а также
у морских звезд, офиур и морских лилий? Все они называются иглокожими. Л всё
потому, что под кожей у них имеется известковый скелет, от которого отходят шипы,
иглы и зубцы. Обитают эти необычные животные на морском дне. Обладая необычным
строением, они скрывают в себе уникальный микромир.
Морские звезды передвигаются
по морскому дну и другим
животным — кораллам. Эти хищники
ловят и поедают двустворчатых
моллюсков, открывая их раковины
с помощью крохотных, но сильных
амбулакральных ножек.
Личинка морской звезды
под микроскопом. Ее размеры
составляют не более 5 мм в длину.
Личинка свободно передвигается
в толще воды, питаясь более
мелкими организмами.
ИГОЛКИ СВЕРХУ, А ВНУТРИ ВОДА
Пожалуй, морская звезда - самая узнаваемая представительница
иглокожих. Величина этих водных обитательниц колеблется от 2 см
до 1 м, но большинство г-ырастает до 12-25 см У звезды пять лучей
(их еще называют углами), что свойственно и прочим иглокожим
Тело у нее состоит из двух сторон, одна называется оральной (где
находится рот), другая — аборальной (там находится анальное отвер-
стие). На оральной стороне звезды расположены специальные нож-
ки Они часть уникальной воднососудистой системы, которая есть
только у иглокожих Эта система помогает звезде дышать, двигать-
ся, сщущать окружающий мир и избавляться от ненужных веществ.
Она состоит из сети каналоз, заполненных морской ьодой, немного
переработанной организмом А поступает ?ода через особую пори-
стую пластинку, называемую мадрепоровой.
Морские звезды могут прожить более 20 лет,
что для беспозвоночного животного не так уж
мало. У них есть удивительная способность
восстанавливаться: если хищник оторвет у звезды луч, она
просто отращивает его заново. При этом если оторванная часть
содержит достаточно крупный кусок центрального диска,
то из него вообще может вырасти новая морская звезда!
«Рука» морской звезды
под микроскопом
при большом увеличении,
позволяющем
разглядеть крошечные
амбулакральные
ножки — цилиндрические
трубочки с присосками.
ДВИЖЕНИЕ
ПРИ ПОМОЩИ
ВОДЫ
Иглокожие двигаются с помо-
щью амбулакральной системы
Происходит это следующим об-
разом: жидкость, поступая внутрь,
наполняет ножки, которые рас-
тягиваются и присасываются к
поверхности Затем они сокра-
щаются и позволяют животному
перемещаться^
123
1 Моллюски:
h мягкотелые уникумы
Моллюски — это животные с мягким телом, что подтверждает их название, которое
в переводе с латинского означает «мягенькие». При этом у многих из них имеются
твердые раковины. Раковины брюхоногих моллюсков, например улиток, могут быть
очень красивыми и разнообразными. А вот у головоногих моллюсков, таких как кальмары
или осьминоги, наружной раковины нет, а их голова оснащена щупальцами. Обычно
у моллюсков есть три основные части: туловище, голова и нога. По у двустворчатых
моллюсков, таких как мидии или устрицы, голова почти не развита. Нога, с помощью
которой передвигаются и прикрепляются к поверхности эти животные, растет из их
брюшной части. Также все моллюски имеют особую складку на теле, называемую
мантией, которая открывается наружу. Моллюски могут жить как на суше, например
виноградные улитки, так и в воде — в океанах, где их огромное разнообразие.
Эты животные бывают самых разных размеров: маленькие едва достигают 0,5 мм,
а большие могут вырастать до 1,2 м. И у каждого из них есть свой уникальный мир.
УКРАШЕНИЕ АКВАРИУМА
Улитки — это моллюски, у которых есть внешняя ракочина. Одна из самых известных — пресноводная
ампуллярия. Ее часто можно встретить в аквариумах, где ее держат и для красоты, и для очистки воды
от водорослей. Ампуллярия может вырастать от 5 до 15 см, так что ее легко заметить даже без увеличи-
тельных приборов. Но если рассматривать улитку под микроскопом, можно увидеть потрясающие дета-
ли, например крошечные икринки, которые чуть больше 2 мм
Макроснимок ампуллярии. Икринки ампуллярии.
ВЕЛИГЕРЫ - ЧАСТЬ
ПЛАНКТОНА
Среди зоопланктона, отдельных оби-
тателей которого можно рассмотреть
только с помощью увеличительных при-
боров, есть моллюски Точнее, их ли-
чинки, которые называются велигерами
(от латинских слов, в переводе означа-
ющих «парус» и «несу») Они снабже-
ны специальными лопастями-парусами,
которые покрыты маленькими реснич-
ками С их помощью велигер не только
двигается, но и находит себе пищу.
Велигер под микр: скопом. Эти крохотные организмы размером
не более 0,7 мм принадлежат к нескольким видам моллюсков
УДИВИТЕЛЬНЫЕ ГОЛОВОНОГИЕ
Головоногие моллюски - одни из самых умных и крупных беспозвоночных существ Их мозг развит на-
столько, что у них даже имеется начальная кора, которая есть у млекопитающих Еще более удивительно,
что их кровь голубая! Это связано с тем, что вместо железа, как у большинства животных, в их крови
содержится медь. А еще у голе многих есть особые клетки — хроматофоры и иридиоцисты, с помощью
которых, например, осьминог может менять цвет в зависимости от того, что происходит вокруг или от его
настроения Если моллюск спокоен, он коричневый, если испуган — белеет, а когда злится — краснеет
Вот так микроскопические клетки влияют на внешний вид многоклеточного животного.
Синекольчатый осьминог близ острова Калимантан
..
У осьминога целых три сердца! Главное
прокачивает кровь по всему телу. А два
других проталкивают ее через жабры, поэтому
этих моллюсков называют жаберными. Жабры нужны
осьминогу для поглощения из воды кислорода. Через них
он поступает в кровь, а затем разносится по всему телу.
Глаз осьминога
при большом увеличении. Ни у кого
из обитателей моря нет таких
зорких глаз, как у осьминога и его
родичей. По остроте зрения эти
моллюски могут соперничать только
с совой, кошкой и человеком —
позвоночными, живущими на суше.
А еще некоторые осьминоги
и кальмары различают цвета.
Микроскопический
медведь
*
Животные
Эти крохотные жинотные с легкостью выживают прак-
тически в любых условиях и потому распространены
повсеместно - от океанского дна до .ершин Гималаев
Их родная стихия — это и морская вода, и горячие источ-
ники, и льды, и мох в лесу Их микромир — это не только
клетки, но и они сами целиком
126
Как думаете, существуют ли животные размером
с песчинку — от 50 до 1200 мкм? Оказывается,
есть и такие на нашей планете! Это - тихоходки,
крошечные водные и наземные обитатели,
которых также называют водяными медведями
или моховыми поросятами. Эти беспозвоночные
настолько малы, что увидеть их можно только
под микроскопом. Тело тихоходок состоит
из четырех сегментов и головы, а на четырех
парах коротких ножек есть коготки.
На этих ножках животное двигается очень
медленно — за 1 мин преодолевая всего 2 3 мм,
за что и получило свое название. Окраска
у тихоходки очень разнообразная: морские виды
прозрачные, а наземные могут быть белыми,
желтыми, зелеными, красными, оранжевыми,
коричневыми или почти черными.
РЕКОРДСМЕНЫ
ПО ВЫЖИВАЕМОСТИ
Тихоходки очень живучи: если условия вокруг сильно ухудшаются, они
буквально высушивают себя, втягивают ножки в тело, принимают форму
бочонка и впадают в криптобиоз. Все биохимические реакции у них сильно
замедляются, а содержание воды в их организме в это время достигает 1 % от обычного.
Такие способности вызывают большой интерес у ученых. Ведь изучение тихоходок
может помочь замедлить старение у человека!


Коловратка —
водяное «колесо»
Коловратки - крошечные создания, обитающие в пресной воде, морях, а также
в почве. Раньше их называли колесными животными, хотя колес в природе,
как известно, не существует — это изобретение человека. Такое название связано
с особым аппаратом на передней части тела коловраток, который напоминает
вращающееся колесо. Этот «механизм» из мельчайших ресничек помогает им
двигаться, словно винт, и одновременно захватывать пищу. Именно из-за такого
способа передвижения их и называют коловратками. Всего известно около
1500 видов этих миниатюрных существ. Большинство из них активно плавает,
но встречаются и те, которые ведут неподвижный образ жизни, прикрепляясь
к различным поверхностям.
КАК УСТРОЕНА
КОЛОВРАТКА?
Самые крупные из коловраток дости-
гают длины всего 2 мм, большинство
же значительно мельче Самая крошеч-
ная — акроморфа минима — считает-
ся самым маленьким многоклеточным
животным на Земле’ ее длина — все-
го 40 мкм! Из-за таких миниатюрных
размеров клетки в тканях коловрат-
ки соединены между собой особыми
мостиками, образуя единую структу-
ру со множеством ядер. На передней
части тела у этих существ находится
коловращательный аппарат — венчик
из ресничек, а также рот. R туловище
расположены все основные органы,
включая нервную и пищеварительную
системы, которые также заходят в ногу.
С помощью этой ноги коловратки мо-
гут ползать, Эти маленькие создания
удивительно хорошо приспособле-
ны к самым разным условиям жизни,
что помогает им выживать почти везде
Рот
ГОЛОВА
ТУЛОВИЩЕ
НОГА
Кишечник
Анальное
отверстие
Ресничка
Венчик
Головной ганглий
Жевательный аппарат
Желудок
Протонефридий
— Мочевой пузырь
Ножные железы
Палец
Строение коловратки-
Пищевод
----- Мастакс
(челюстной аппарат)
— Псевдоцель
(первичная полость)
Репродуктивная
железа
Пищеварительная
железа
Слюнные железы
Глазок
Коловратка под микроскопом, который позволяет различить некоторые
Некоторые
коловратки,
как и тихоходки,
способны впадать
в криптобиоз, в котором
могут оставаться десятки
тысяч лет (!), после
чего благополучно
просыпаются и спокойно
принимаются за еду,
поглощая инфузорий
и других простейших.
внутренние органы и красные глазки.
КОЛОВРАТКИ В КОЛЛЕКТИВЕ
Некоторые виды коловраток в юном возрасте
предпочитают держаться вместе, создавая живые
колонии. Эти группы постоянно меняют форму —
то превращаются в шар, тс вытягиваются в ленту,
плавно двигаясь в толще воды. Со временем часть
коловраток сцепляется своими ногами и оседает
на дно, прикрепляясь к различным поверхностям
Так возникают неподвижные колонии. В этих ко-
лониях появляются молодые коловратки, кото-
рые со временем покидают «дом» и возвращают-
ся в воду, чтобы снова сформировать подвижные
группы Такой цикл помогает этим удивительным
крошечным созданиям выживать и заселять но-
вые места.
Большинство коловраток бесцветны, но встречаются
также ярко окрашенные виды. Конечно, разглядеть всю
эту красоту в деталях можно только под микроскопом
Колонии коловраток. Если отдельная особь случайно
выплывает из к? ионии, то продолжает двигаться так же.
как если бы находилась в «коллективе».
129
Дафнии —
прыгучие малыши
Если у вас есть аквариум, возможно, вы уже кормили рыбок дафниями или даже
пробовали разводить их в качестве корма. У этих маленьких пресноводных рачков
забавный способ передвижения. Они используют свои антенны, похожие на веточки,
для движения и при этом словно прыгают в воде. Именно за такую характерную
особенность их иногда называют водяными блохами. Дафнии совсем крошечные:
их размеры обычно составляют от 2 до 6 мм. Чтобы лучше рассмотреть этих необычных
созданий, стоит использовать увеличительное стекло или микроскоп.
Представители
пресноводного
зоопланктона —
дафнии. Они
относятся
к ракообразным
членистоногим
животным.
Внутренние
органы дафнии
при увеличении
в поляризованном
свете.
АНАТОМИЯ ДАФНИЙ
Дафнии, как и другие ракообразные, имеют че-
тыре основных части тела, голову, грудь, брюшко
и хвост. Их тело покрыто узорчатым панцирем, ко-
торый называется карапаксом На голове у дафнии
есть небольшой выступ, похожий на клюв, — ро-
струм По его форме, а также некоторым другим
особенностям ученые могут определить вид этих
рачкоз Движения дафний управляются системой
мышц. Также у них есть пищеварительная и нерв-
ная системы. Все эти детали можно разглядеть
только с помощью увеличительных приборов
УДИВИТЕЛЬНОЕ ОБНОВЛЕНИЕ
Знаете ли вы, что речной рак, которого многие видели, линя-
ет, а ег з крошечная родственница — дафния — делает тоже са-
мое? Причем линяет она всю свою жизнь, начиная с момента
эмбрионального развития! Линька у дафний — удивительный
процесс. Сначала на ее теле расходится цервикальная линия,
расположенная между голочным щитом и панцирем. Затем
дафния слозно выскальзывает из старого покрова, сбрасы-
вая не только панцирь, но и оболочки конечностей. Этот про-
цесс обычно происходит прямо в толще воды, хотя некото-
рые виды дафний для этого прикрепляются к водной пленке
на поверхности. После линьки рачок становится не только
свободнее, но и «обновляется», ведь его мягкий новый по-
крой постепенно твердеет, стано! ясь прочной защитой. Кста-
ти, именно благодаря линьке ученые могут детально изучить
строение этих крошечных существ, так как сброшенные по-
кро 1ы хорошо сохраняют форму
У этой дафнии под микроскопом можно различить и ветвистые усики,
и узоры карапакса, который она сбрасывает при линьке
ОБЛАКА В ВОДЕ
Когда условия окружающей среды
неблагоприятны, дафнии способ-
ны размножаться бесполым путем,
создавая клонированных потомков.
Однако при улучшении условий
они могут начать размножаться по-
ловым путем При этом некоторые
виды дафний могут регулировать
свою популяцию в зависимости
от плотности, чтобы избежать пе-
ренаселения ь водоемах Зачастую
эти рачки собираются в большие
группы, что помогает им выживать.
Эти скопления иногда напоминают
облака, плавающие в воде
Голова дафнии г ветвистыми усиками-антеннами
Удивительно, но дафния дышит ногами! В принципе кислород она получает
через покровы по всему телу, но грудные ноги играют в этом основную
роль. Для этого на них имеются дыхательные придатки. Кроме того.
они регулируют давление внутри организма животного.
Микрорачки
с веслами
Веслоногие рачки получили свое
название благодаря строению
грудных плавательных ножек,
которые напоминают весла.
Размеры большинства из них —
от 1 до 10 мм, но есть виды как мельче,
так и крупнее. Но даже «массивного»
6-сантиметрового рачка удобнее
рассматривать, а тем более изучать
через увеличительные приборы.
Обитают эти животные «с веслами»
преимущественно в пресной воде,
реже их можно встретить в морях,
где они играют важную роль
в экосистемах как часть зоопланктона.
МАЛЕНЬКИЕ «ТЕЗКИ»
ОДНОГЛАЗЫХ ЧУДОВИЩ
Циклопы - интересные представители весло-
ногих рачков, которые получили свое название
благодаря одному глазу на лбу, как у мифологи-
ческих гигантоз Правда, с отличие от них, эти
существа совсем маленькие: достигают всего
5,5 мм и длину. Тело циклопа состоит из трех
частей- головы, груди и брюшка. У него пять пар
ног,две антенны и две антеннулы, которые не та-
кие ветвистые, как у дафний, грудные плавники
уплощены. Сердце у циклопов есть, а вот сосуды
отсутствуют,так что кровообращение происхо-
дит через бесцветную жидкость — гемолимфу
У циклопов есть нервная, пищеварительная,
выделительная и репродуктивная системы
И, что интересно, они дышат всей поверхно-
стью тела, что необычно для большинства чле-
нистоногих.
Веслоногие рачки Calocalanus обитают в тропических
и умеренных водах всех океанов.
Циклоп с будущим потомством. В головном отделе можно
различить красный глазок.
ЧТО ЕДЯТ
ЦИКЛОПЫ?
У представителей семейства ци-
клопов питание весьма разнооб-
разное В большинстве своем
свободно живущие веслоногие
растительноядные и довольству-
ются водорослями, как однокле-
точными, так и колониальными.
Не отказываются рачки от бакте-
рий, а также от детрита — отмер-
шей органики на дне водоемсв.
Но некоторые веслоногие — хищ-
ники Они лакомятся собствен-
ными родичами, а также дафни-
ями и коловратками, в основном
личинками и молодью Впро-
чем, они и сами являются пи-
щей для множества животных -
от полипов до китов. Как и даф-
нии, они служат также отличным
кормом для молоди аквариумных
рыбок.
Циклоп морария под микроскопом Он обитает только в озере Байкал, то есть
является его энденикон, находя себе тан достаточно пищи.
Множество веслоногих способны к свечению, то есть биолюминесценции.
При этом некоторые рачки не просто светятся, а производят серию коротких
вспышек - до Зи в секунду! Разумеется, невооруженным глазом такие
вспышки распознать нелегко, для этого потребуется специальное оборудование.
Всслоно! ие — как часть
зоопланктона.
Некоторые веслоногие предпочитают не плавать, а прикрепляться к кораллам
или водорослям. Поэтому поймать их и рассмотреть под микроскопом не так уж трудно.
Насекомые: самые
многочисленные
Большая часть всех животных на Земле — это
насекомые. К ним относятся стрекозы, бабочки,
мухи, жуки, кузнечики, пчелы, муравьи и комары.
Эти маленькие создания обитают буквально
повсюду: в горах, пустынях, темных пещерах и даже
на телах других животных. Интересно, что название
«насекомые» связано с насечками, которыми покрыты
их тела. Несмотря на скромные размеры, этих животных
легко разглядеть без увеличительных приборов,
но чтобы увидеть все удивительные детали их строения,
понадобится микроскоп или лупа. Кстати, не следует
путать насекомых с пауками - это совершенно разные
классы беспозвоночных животных. Чтобы отличить их,
достаточно посчитать ножки: у насекомых их всегда
шесть, в то время как у пауков - восемь.
Голова светлячка при большом
увеличении- Жуки-светляки светятся
благодаря специальным органам,
содержащим вещества люциферин
и люциферазу В южных странах таких
жуков даже используют как фонарики.
КАК УСТРОЕНО
НАСЕКОМОЕ?
Насекомые - это, как правило, на-
земные членистоногие существа.
У них шесть членистых ножек,а тело
состоит из сегментов, разделенных
насечками Туловище делится на го-
лову, грудь и брюшко Внутреннего
скелета, который есть у позвоноч-
ных животных, насекомые не имеют
Но зато у них, как у всех членисто-
ногих, есть наружный скелет — ку-
тикула, состоящая из особого ве-
щества — хитина. У насекомых нет
легких, а кислород они получают
через особые трубочки-дыхальца.
У большинства из них есть крылья
Переднегрудная
нога
Антенна
Голона
Српднегрудь
Сложный
Среднегрудная
нога
Стилус
Переднегрудь
Крыло
Заднегрудь
Строение насекомого на примере таракана.
ГЛАЗА ИЗ КРОХОТНЫХ ФАСЕТОК
Если внимательно рассмотреть глаза насекомо-
го с помощью увеличительных приборов, можно
заметить, что они напоминают решетку. А состо-
ят такие глаза из множества крохотных «глаз-
ков», которые называют фасетками. Каждый та-
кой «глазок» — это крошечный конус, который
захватывает только небольшой участок того,
на что смотрит насекомое Но благодаря тому,
что фвсеток очень много и эни расположены
близко друг к другу, насекомое видит весь объект
целиком Правда, изображение получается моза-
ичным, словно собрано из кусочков Такие глаза
помогают насекомым отлично ориентироваться
в окружающем мире.
Насекомое не может вращать глазами — они неподвижны. Зато занимают
большую часть головы, а иногда и всю ее поверхность. Именно поэтому
многие насекомые способны видеть на 360°.
Нарядная
окраска
крыльев
бабочек определяется
либо пигментом чешуек,
либо преломлением света
в них. Так возникают
разнообразные узоры,
которые особенно
хорошо видны
при большом увеличении.
Богомол и его фасеточные глаза
при большом увеличением. Это насекомое
часто держат как домашнего питомца.
Интересно, что цветные крылья не только украшают бабочку, но и помогают ей выживать. Яркие цвета могут отпугивать
хищников, а узоры, напоминающие глаза, часто сбивают врага с толку.
Пауки — вовсе
не насекомые
Эти удивительные создания принадлежат
к отряду членистоногих и относятся к классу
паукообразных. Тело паука состоит из двух
частей: головогруди и брюшка. У него восемь
ног, которые заканчиваются специальными
коготками, помогающими цепляться
за поверхность. Кроме ходильных ног, у пауков
есть хелицеры - ядовитые «клыки», которые
они используют для охоты, —и ногощупальца.
Эти придатки нужны для захвата добычи,
размножения, а также для того, чтобы
ощущать окружающий мир. Размеры пауков
впечатляют своим разнообразием. Самый
крохотный из них - всего 0,37 мм, а вот
гигантский птицеед Терафоза Блонда может
достигать 9 см в длину, и его лапы — размахом
до 25 см! Мир пауков полон удивительных
деталей. Многие из них можно увидеть только
с помощью микроскопа или специальной
камеры, делающей макрофотографии. Такие
снимки позволяют рассмотреть мельчайшие
узоры на паутине, текстуру лапок и даже их
«пушистость».
ЗАЧЕМ ПАУКУ
ДВЕНАДЦАТЬ ГЛАЗ?
У пауков зрение бывает разным, как и количество глаз,
у некоторых их всего два, а у других — целых двенадцать!
Например, пауки, которые не плетут паутину для охо-
ты, обладают отличным зрением Это пауки-золки, па-
уки-рыси и пауки-скакуны Они даже различают цвета,
что помогает им выслеживать добычу А вот паукам-кру-
гопрядам, которые создают ловчие сети, острое зрение
не нужно вместо этого они прекрасно чувствуют малей-
шие колебания паутины, когда туда попадает жертва
Строение паука.
Паутинные бородавки
Пауки-скакунчики совсем крошечные —
от нескольких миллиметров до 2 см. Несмотря
на свои скромные габариты, они великолепные
охотники с отменным зрением. Эти малыши способны
разглядеть добычу на расстоянии 30-40 см.
При увеличении хорошо видно, что ноги паука-
крестовика покрыты волосками. С их помощью
он, как нею сородичи, ощущает запахи и вкус
Паук под микроскопом.
Пауки ткут ловчие сети
из паутины, которая
вырабатывается в паутинных
железах (бородавках), находящихся
на заднем конце брюшка. Из разных
желез получаются разные виды нитей.
Это и ловчие липкие нити для поимки
добычи, и нити для оплетания
жертвы, и крепкие нити, по которым
пауки бегают, и нити, из которых
они сооружают кокон.
ПАУК-ВОЛК
Размер этого устрашающего многоглазого хищни-
ка на самом деле едпа превышает 30 мм Но ми-
кромир его, открывшийся благодаря искусству
макросъемки, весьма впечатляет Становится по-
нятно, откуда кинематографисты черпают вдох-
новение для создания образов инопланетных
существ И эти существа среди нас. Хорошо,
что они охотятся только на насекомых
Паук-волк днем прячется у себя в норке, закрыв вход
паутиной, которую использует только для укрытия,
а ночью выходит на охоту, употребляя в пищу мух
и других насекомых.
микромир рыб "
Знаете ли вы. что на нашей планете обитает более 20 000 видов рыб? Эти водные
позвоночные животные живут в реках, озерах, морях и океанах. Среди них есть
как пресноводные, так и морские виды. Одни из них совсем маленькие — длиной
меньше 1 см, а другие достигают невероятных размеров — 12-20 м, как, например.
китовая акула.
ВСЁ ДЛЯ ЖИЗНИ В ВОДЕ
У рыб, как и у других позвоночных животных, есть нервная, крове-
носная и пищеварительная системы. Их скелет может быть костным,
как у карасей и угрей, или хрящевым, как у акул, что. собственно, и де-
лит рыб на два основных типа: костные и хрящевые У большинства
костных рыб есть плавательный пузырь, который помогает им удер-
живаться на нужной глубине. А вот хрящевые рыбы такого «поплав-
ка» не имеют, поэтому они либо постоянно двигаются, либо отдыхают
на дне. Перемещаться им помогают плавники — их «рули» и «весла».
Тело рыб покрыто прочной чешуей, пластинки которой накладывают-
ся друг на друга, как черепица на крыше. Если посмотреть на чешую
и плавники под микроскопом, можно увидеть удивительные детали их
строения - настоящую подводную архитектуру природы1
По чешуе
ученые могут
определить
возраст рыбы, насколько
увеличивался ее размер
каждый год, чем она
болела. А если рыба
живет и в пресной,
и в соленой воде,
то чешуя подскажет,
сколько времени
она провела в реке,
а сколько — в море.
Чешуя мексиканского луциана в поляризованном свете
при 40-кратном увеличении.
Аквариумные золотые рыбки щеголяют своей яркой
чешуей и красивыми плавниками с хвостом
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ РЫБЫ
А знаете ли вы, что некоторые рыбы, например
электрические угри, производят электрические
разряды7 Они обитают в Амазонке и ее притоках
У них есть три органа, которые действуют как элек-
тростанции главный орган, орган Хантера и орган
Сакса Первые два создают сильное электрическое
напряжение, а третий, расположенный б хвосте, —
слабое В этих органах находятся особые клетки,
называемые электроцитами, которые можнс рас-
смотреть через микроскоп Эти клетки образуют
стопки, которые взаимодействуют с нервами, и так
появляется электрический разряд С помощью элек-
трических импульсов угри охотятся, ориентируются
о мутной воде и даже общаются друг с другом.
Спинной мозг
Электрический орган угря занимает большую
часть его грехметрового тела, но состоит
микроскопических клеток
«ЛОВЕЦ» С УДОЧКОЙ
В океане, на глубине более 1500 м, обитают уди-
вительные рыбы, которые умеют локить добы-
чу на своеобразную удочку Ее роль выполняет
длинный и гибкий спинной плавник со светящей-
ся приманкой на конце Этой удочкой удильщики
и заманивают рыб поближе к себе. Удочка светится
благодаря биолюминесценции, то есть способно-
сти организма излучать свет. Это пооисходит бла-
годаря специальным микроорганизмам, живущим
в клетках, которые вырабатывают свет
Удочка у глубоководных удильщиков имеется толвко
у самок, самцы гораздо мельче и ведут
паразитический образ жизни.

Земноводные, или амфибии, — это и хорошо знакомые всем бесхвостые лягушки
и жабы, и яркие ядовитые древолазы из амазонской сельвы, и хвостатые саламандры
и тритоны, и даже безногие червяги. Само слово «амфибиос» в переводе с греческого
означает «живущий двоякой жизнью». А по русскому названию можно понять, что эти
животные приспособлены к жизни и на суше, и в воде. Внешний вид и внутреннее
строение амфибий известны давно, но только с появлением микроскопов стал известен
таящийся в них причудливый микромир.
КАК РАЗВИВАЕТСЯ ЛЯГУШКА?
Все земноводные откладывают икру в воде, Из нее со временем вылупляются голосастики с хво-
стиками Сначала они живут в воде, дышат жабрами и питаются растениями Постепенно в их теле
происходят изменения: жабры превращаются в легкие, появляются лапки, и головастики трансфор-
мируются в лягушек, готовых выйти на сушу
Самка откладывает большое
колимеетв^ яиц. Они соединены
е сплошную массу и прикреплены
к какому-нибудь растению з пруду
Р икринке
развивается
зародыш
Через несколько дней
икринки лопаются
и из них выплывают
голог.астики, У них есть
хвостовой плавник
и жабры. Головастики
начинают плавать
в возрасте трех дней
Постепенно голо 1астики
превращаются в лягушек,
у них вырастают лапки
и появляются легкие
для жизни на суше. Молодая
лягушка уже может покинуть
водоем и скакать пи земле
Полончзрелость
у лягушек
наступает лишь
на третьем году
жизни
На острове Новая Гвинея обитает самая крошечная лягушка в мире —
лягушка-землеройка. Ее размер — всего 8 мм! Такое миниатюрное создание,
понятное дело, невозможно рассмотреть без специальных увеличительных
приборов. Интересно, что эта малютка способна издавать громкие звуки, которые
слышны даже на значительном расстоянии, что помогает ей общаться с сородичами
в густых тропических лесах.
Развивающаяся икринка лягушки под микроскопом
Из нее в скором времени вырастет головастик.
Крупный лист для такой крохи,
как лягушка-землеройка. — это целый мир!
ОГНЕННАЯ САЛАМАНДРА
О хвостатых земноводных саламандрах издавна существует немало легенд, Например, в Средневековье
считали, что огненная саламандра — дух огня, который может гасить огонь холодом своего тела. Но это,
конечно, миф А вот высказывания Плиния о смертельном яде саламандры, отравляющем псе вокруг, хоть
и преувеличены, но все же отчасти верны Саламандра действительно выделяет токсины, правда, у че-
ловека они вызывают только жжение, тогда как некоторых мелких животных могут и убить Яд у этого
земноводного образуется в ядовитых железах, строение которых можно рассмотреть под микроскопом.
Яркая окраска огненной саламандры служит
предупреждением для всех окружающих: не трогайте
меня, я ядовита!
Ядовитые железы саламандры под микроскопом
окрашены в синий цвет.
Пресмыкающиеся: g
потомки динозавров '
Ящерицы и черепахи, змеи и крокодилы, а также
вымершие много миллионов лет назад динозавры —
все они представляют собой один класс животных -
рептилий. В переводе с латинского языка это слово
означает «ползающий». И действительно, большинство
этих животных ползает, касаясь земли. Поэтому их еще
называют пресмыкающимися. Эти обитатели нашей
Эритроциты рептилий
планеты давно знакомы людям, но только с появлением
увеличительных приборов стало возможным изучать их
тонкое строение.
ОСОБЕННОСТИ
СТРОЕНИЯ
ЯЩЕРИЦЫ
Ящерица — высокоразвитое
позвоночное животное Она
холоднокровная, то есть сама
не может регулироиато темпе-
ратуру тела и зависит от тем-
пературы окружающей среды.
Сердце у нее трехкамерное,
в отличие от птиц и млекопи-
тающих, а мозг развит лучше,
чем у рыб и амфибий Строение
пищеварительной системы за-
висит от того, хищная ящерица
или травоядная Как и у лю-
бого позвоночного животного,
обитающего на суше, у ящери-
цы имеются развитые легкие
От змей,тоже пресмыкающихся,
ее отличает в первую очередь
наличие конечностей, хотя есть
и безногие ящерицы, что, ко-
нечно, не делает их змеями.
«JOT HI
с тысячекратным увеличением
и особой окраской. В отличие
от эритроцитов млекопитающих
Пищевод
Сердце
Внутренние
органы тела	Язык ____
ящерицы.
Трахея
и чел< ека, они имеют ядро.
Щитовидная железа
Поджелудочная железа
Тонкий кишечник
Клоака
Толстая
кишка
Желчный
пузырь
Ле1кие
Желчный пузырь
Желудок
Нервная система
Хамелеоны меняют цвет
в зависимости от настроения,
для общения друг с другом
или маскировки от хищников.
ХАМЕЛЕОНЫ -
МАГИЯ
МИКРОМИРА
Хамелеоны - удивительные яще-
рицы, которые умеют менять цвет
и узоры на своей коже, Но как же
у них это получается7 Все дело
в особых клетках их кожи - хро-
матофорах Они содержат кро-
шечные пигменты разных цветов
желтого, красного, черного и ко-
ричневого. Когда хроматофоры
меняют свою форму, пигменты
распределяются по другому, соз-
давая новые оттенки и рисунки
А вот зеленый цвет у хамелеонов
образуется иначе Он появляется
благодаря преломлению света
в кристаллах гуанина, которые
находятся в верхних слоях кожи
Это настоящее ьопшебство ми-
кромира, которое помогает ха-
мелеону сливаться с жружаю-
щей средой или выделяться, если
нужно.
Чешуя игуаны, как, впрочем,
и других рептилий, представляет
собой роговые образования
из верхнего слоя кожи.
Глаз хамелеона при увеличении Капли, расширяющие зрачок у человека,
на ящериц не действуют, потому что у них другое строение глазных мышц.
А сзм зрачок у этих рептилий может быть круглым — у видов, активных днем,
или похожим на вертикальную щель — у ночных.

Ящерицы —
удивительные
существа. Они умеют
отбрасывать срой хвост.
спасаясь от хищников. В этом
им помогает особое строение
позвоночника. Со временем
хвост отрастает заново.
143
Пернатые
покорители неба
Птицы отличаются от всех остальных животных,
ведь только у них есть перья, за что их и прозвали
пернатыми. Перья являются главной защитой этих
животных от дождя и стужи, а яркая окраска оперения
привлекает сородичей. Птицы относятся к высшим
позвоночным животным. Они теплокровные,
то есть сами способны поддерживать постоянную
температуру тела. У всех птиц имеется клюв, и все
они откладывают яйца, из которых выводят потомство.
При передвижении по земле пернатые обходятся
только одной парой конечностей. И, конечно,
микромир птиц отвечает их видимому строению.
МАСТЕРА ВОЗДУШНЫХ ПУТЕШЕСТВИЙ
Колибри — самые маленькие
птички — способны делать
до 80 знаков крылышками
в. секунду, а летать со скоростью
80 км/ч.
Не все птицы умеют летать, но большинство из них чувствуют себя в небе, как рыба в поде. Их тело
идеально приспособлено для полета, и это видно даже в мельчайших деталях Туловище у птиц обте-
каемое, чгобы легче разрезать воздух. Передние конечности превратились в мощные крылья, а задние
служат опорой и помогают передвигаться по земле. Скелет у пернатых тоже особенный их кости лег-
кие и полые, что делает тело легче, но не теряет прочности Сильные крылья помогают птицам взлетать
и двигаться г воздухе, а хвост из крепких перьев — управлять направлением полета, как рулем. Все это
делает птиц настоящими чемпионами неба!
ВСЁ ЖИВОЕ -
ИЗ ЯЙЦА
Птицы затрачивают немало сил, что-
бы снести яйцо, высидеть его и вырас-
тить птенцов При этом само яйцо —
это не что иное, как одна огромная
клетка, которая, защищенная прочной
скорлупой, начинает делиться и пре-
вращается в маленького птенца Жел-
ток внутри яйца - это своего рода за-
пас еды для будущего малыша, чтобы
он мог развиваться и расти
Прекрасные розовые
фламинго обретают свой цвет
благодаря пище — крохотным
красным рачкам, в которых содержатся
пигменты каротиноиды. При этом
птенцы фламинго серого цвета — у них
пигмент еще не успел накопиться.
Так микромир влияет на макромир -
окраску.

ТРИ ВИДА ПЕРЬЕВ
Знаете ли вы, что птицы — потомки динозавров7
Ученые считают, что их перья развились из чешуи
этих древних рептилий. Это подтверждается тем
фактом, что у некоторых динозавров перья уже
были, но такие животные вымерли либо с течени-
ем времени превратились в современных птиц -
единственных существ на Земле с перьями Се-
годня у пернатых есть три главных вида перьев
мягкий пух помогает им сохранять тепло или, на-
оборот, не перегреваться, контурные перья при-
дают телу обтекаемую форму, а мощные маховые
перья нужны для полета.
Перо под микроскопом при стократном увеличении.
Типы перьев.
145
Млекопитающие — это различные животные, которые рождают живых детенышей
(за исключением первозверей утконоса и ехидны). Хотя живородящими бывают также
некоторые рыбы и рептилии. Однако только млекопитающие вскармливают свое
потомство молоком, и лишь у них есть шерсть. Млекопитающие могут жить на суше,
в воздухе, в воде и даже под землей. Это львы, волки, медведи, ежи, мыши, слоны, киты
и мы, люди. Микромир млекопитающих включает их клетки, тонкое строение органов
и тканей, детали их внешнего вида.
СЛОЖНОЕ СТРОЕНИЕ ТЕЛА И РАЗВИТЫЙ МОЗГ
Все млекопитающие являются позвоночными животными У них есть легкие, и они дышат атмосферным
воздухом, даже киты и дельфины Они, как и птицы, теплокровные, чему способствует строение крове-
носной системы. Строение пищеварительной системы зависит от того как питается животное хищник
это, травоядное или всеядное Репродуктивная система устроена так, чтобы дать возможность эмбрио-
ну развиться в детеныша и пояпиться на свет, где мама - кошка, собака, слониха или обезьяна — сможет
выкормите его и вырастить. Мозг млекопитающих представляет собой сложную структуру, несравненно
более развитую, нежели у других живот-
ных. И все эти органы и системы органов
состоят из тканей и клеток, составляю
щих их собственный микромир
Иногда ошибочно
считают, что кошки
видят мир в черно-
белом цвете. Это не так:
они прекрасно отличают
синий и зеленый цвета,
а остальные воспринимают
как их оттенки. Для успешной
охоты этого вполне
достаточно.
Животные
146
ТАЙНА
СВЕТЯЩИХСЯ ГЛАЗ
□ы замечали, как загадочно светятся глаза
кошки в темноте7 Интересно, откуда у них
такая особенность7 Все дело в удиви-
тельном строении их глаза, характерном
как для домашних любимцев.так и для ди-
ких хищнике^ — тигров и леопардов У ко-
шачьих есть особый слой в глазах, который
называется тапетум, или «сияющий слой».
Он работает как зеркало: свет, попадая
на сетчатку, отражается от тапетума обрат-
но. усиливая зрение в темноте Благодаря
этому глаза кошек словно загораются раз-
ными цветами - желтым, зеленым, синим
Глаза кошки отражают попавший на них свет
или даже красным
САМЫЙ
МАЛЕНЬКИЙ
ЗВЕРЕК
Млекопитающие удивляют раз-
нообразием размеров Среди
них есть как гиганты — например,
синий кит длиной до 30 м и ве-
сом около 130 т, — так и насто-
ящие крошки А самым мини-
атюрным зверьком на планете
считается карликовая многозуб-
ка Эта малышка из семейства
Веко
Роговица
|_
Зрачок 
Радужка
Хрусталик
Мигательные
перепонки
Как устроен
глаз кошки.
Склера
Сетчатка
Сияющий
слой
Зрительный
нерв
Сосудистая
оболочка
землероек имеет тонкое тело
и длинный хоботок вместо но-
са У нее всего 30 зубов — не-
много для млекопитающего, но
вполне достаточно для такой
малютки. Ее длина составляет
всего 3-4,5 см, а хвост может
быть почти таким же длин-
ным —до 3,5 см Бесит она около
1-1,5 г. Так что изучать строение
многозубки можно, только ис-
пользуя мощные лупы и микро-
скопы.
Карликовая многозубка.

Кости и мышцы
Человек — самое высокоразвитое млекопитающее. Он обладает разумом и речью,
способен трудиться и творить. А еще человеческий организм — это удивительный
микромир, при этом изученный лучше, чем у всех остальных животных. Ведь результаты
этих исследований люди давно используют в самых разных областях жизни. Клетки
человека, как и любого многоклеточного животного, объединяются в ткани, а ткани —
в органы и системы органов. Одна из важнейших таких систем — опорно-двигательный
аппарат, который состоит из костей скелета, суставов, сухожилий и мышц.
СТРОЕНИЕ КОСТЕЙ
Кости снаружи твердые и прочные, а внутри скрывают мягкий костный мозг. Существует три вида костей:
трубчатые, плоские и слоистые Между их клетками находятся волокна коллагена — что-то вроде проч-
ных нитей, которые делают кости крепкими В трубчатых костях эти волокна переплетаются в разных
направлениях, а в плоских — лежат ровными слоями Слоистые кости устроены как матрешка: слои идут
один за другим, образуя круги вокруг специальных каналов, которые называются гаверсовыми
Гаверсоя
канал
Компактный
слой кости
Гаверсова
система
(остеон)
Желтый
костный
мозг
Губчатое
вещество
кости
Надкостница —
(периост)
Строение
трубчатой
кости
— Остеоциты
(костные
клетки)
ХРЯЩИ и кости
Большинство костей развивается из хря-
щей, их рост обеспечивается за счет увели-
чения количества клеток Некоторые хрящи
не связаны с костью, и в течение всей жизни
они не изменяются (хрящи ушных раковин).
Также существуют хрящи, просто работа-
ющие вместе с костью, например, мениски.
Хрящи бывают гиалиновые, волокнистые
и эластические. F гиалиновых хрящах воло-
кон мало, и состоят они в основном из белка
коллагена. Гиалиновые хрящи присутству-
ют в виде тонкого слоя на концах костей,
они образуют и кончик носа Волокнистые
хрящи содержат много коллагеновых во-
ло<он, находятся в позвоночнике и та-
зовом поясе Эластические хрящи состоят
из эластина и небольшой части коллагена.
Такой хрящ формирует часть наружного уха
Остеоциты под световым	л
Отличия между хрящами разных типов хорошо видны под микроскопом,
микроскопом.
КАК УСТРОЕНЫ МЫШЦЫ?
Мышцы бывают трех типов гладкие, скелетные и сер-
дечная Гладкие мышцы выстилают наши внутренние
органы, Они сокращаются непроизвольно и состоят
из свободно расположенных клеток, похожих на ве-
ретена, У скелетных, или поперечнополосатых, мышц
под микроскопом зидны поперечные полоски Они
сокращаются произвольно, то есть согласно нашей
иоле L сердечной мышце волокна образуют рисунок
крест-накрест, она тоже считается поперечнополоса-
той, но сокращается непроизвольно

Актин и миозин - это
два белка, которые
встречаются в мышцах.
Большую часть — от 40 до 60 % —
составляет миозин. Когда актин
и миозин объединяются,
они образуют актомиозин, который
является главным элементом,
позволяющим мышцам сокращаться.
Строение
скелетной
мышцы.
Кожа и волосы —
красота и защита
Кожа — наружный покров человеческого
тела и одновременно самый большой
орган. У взрослого человека ее площадь
достигает 1.5- 2,3 м2. Кожа защищает
все органы и их системы, а также играет
огромную роль в терморегуляции. На коже
растут волосы, в ней находится множество
рецепторов, отвечающих за одно из пяти
чувств — осязание. Микроскопические
методы позволяют изучить кожу и волосы
во всех деталях.
СТРОЕНИЕ КОЖИ
Кожа включает е себя эпидермис, дерму и гиподе-
рму. Эпидермис состоит из плоского многослой-
ного ороговевшего эпителия и содержит меланин,
окрашивающий кожу. Дерма включает коллагено-
вые и эластиновые ‘олокна В ней расположены
потовые, сальные и апокринные железы, волосяные
фолликулы, кровеносные сосуды и нервы. Подкож-
но-жировая клетчатка состоит из пучков соедини-
тельной ткани и жировых скоплений, пронизанных
кровеносными сосудами и нервными волокнами.
Строение кожи.
Рецептор боли
Рецептор тепла
Сальная железа
Стержень волоса
Волосяная
луковица
Кровеносные
сосуды —
Рецептор давления
Осязательный
рецептор
Эпидеомис
Дерма
Рецептор холода
Потовая железа ---
Подкожно-
жировая
клетчатка
150
Микромир человека

КАК УСТРОЕН ВОЛОС?
Волос главным образом состоит из белка керати-
на, и лишь 5 % от его состава — это липиды (жи-
роподобные вещества) Кутикула — верхний слой
волоса — представляет собой множество кера-
тиновых чешуек. Благодаря липидам они плотно
прилегают друг к другу и делают волос гладким.
У поврежденного волоса чешуйки прилегают друг
к другу неплотно, и он становится как бы «лохма-
тым» и ломким. Различные средства помогают вер-
нуть ему блеск и гладкость.
Микроскопическое строение
волоса и волосяной луковицы,
из которой он развивается-
о
о
S
с
о
ф
о
X
Ф
Ф
Э
о
гл
ф
с
ф
с
О’
Ф
О
3

с
П?

Волокнистая —
оболочка
корня
-‘нутренняя -
оболочка корня
Наружная
оболочка
корня
Кутикула
волоса
Медула
Кортекс
Волокнистая ----
оболочка корня
Меланоцит —
Кровеносные
сосуды
Наружная
оболочка
корня
Внутренняя
оболочка
корня
Медула
Кортекс
----Матрица
волоса
Волосяной
сосочек
Толщина волос зависит
в основном от возраста
и цвета. У брюнетов она
примерно 0.07 мм, у блондинов —
0,05 мм, у рыжих — до 0,1 мм (1000 мк).
При этом чем тоньше волос, тем
гуще шевелюра. Так, меньше всего
волос у рыжих, больше — у брюнетов,
а наибольшее количество волос
на голове растет у блондинов.
Волос
под микроскопом.
Болос состоит из нескольких
слоев: центральной части,
стержня и внешнего
защитного слоя - кутикулы. Цвет
волос зависит от двух типов пигментов:
темного эумеланина (черно-
коричневого) и светлого феомеланина
(желто-красного). Если в волосах
много эумеланина и совсем мало
феомеланина, волос будет черным.
Если эумеланина много, а феомеланина
немного меньше, волос станет
русым. Когда феомеланина много,
а эумеланина почти нет — волосы будут
рыжими. Если феомеланина мало,
а эумеланина почти нет, то волосы
будут светлыми. Когда оба пигмента
присутствуют в волосах в очень малом
количестве, волос будет пепельным.
А вот в седых волосах пигментов почти
не остается, из-за чего они теряют цвет.
ПОЧЕМУ КРОВЬ КРАСНАЯ?
Зрелые эритроциты (красные клетки крс°и) челсвека не со-
держат ядра. Они целиком заполнены белком гемоглобином, ко-
торый переносит кислород от легких и сердца к клеткам и тканям
всего организма, и углекислый газ — от органов и тканей к легким
Именно благодаря гемоглобину эритроциты и сама крова красного
цвета.
Из чего состоит
кровь?
Кровь — это тоже
ткань, только жидкая.
Она состоит из плазмы
и клеток (лейкоцитов,
эритроцитов и тромбоцитов).
Клетки крови, питательные
вещества, антитела, защищающие
организм, и гормоны, регулирующие его
работу, непрерывно движутся по сосудам.
Эритроцит — красная кровяная клетка
без ядра, переносящая кислород
к органам и тканям
В Размер тромбоцитов составляет 2  5 мкм,
что делает их самыми маленькими клетками
крови. Эритроциты человека имеют размеры
6,2- 8,2 мкм, что значительно меньше размеров
эритроцитов лягушки. Размеры лейкоцитов, которые
зависят от их типа, варьируются от 4,5 до 20 мкм.
я............ ..................................
ЗАЩИТА
ОРГАНИЗМА
У лейкоцитов (белых крсяяных те-
лец). в отличие от эритроцитов, есть
ядра. Они обеспечивают иммуни-
тет, то есть защиту от чужеродных
белков и организмов У лейкоцитов
есть несколько разно тидностей:
нейтрофилы, эозинофилы, базофи-
лы, лимфоциты и моноциты.
Лимфоциты обеспечивают
естественный иммунитет
к заболеваниям
-> Базофилы синтезируют
и выделяют гепарин,
который не позволяет
кр> ей образовывать
сгустки внутри сосудов
> Нейтрофилы поглощают
и разрушают чужеродные
бактерии
Лейкоцит —
белая кровяная
клетка,
отвечающая
за иммунитет
-) Эозинофилы отражают
атаку бактерий, а также
подавляют аллергические
реакции
Тромбоцит, или форменный
элемент крови,
не содержит ядра. Он отвечает
за свертывание крови и защиту
от чужеродных бактерий
Моноциты потощают
бактерии и удаляют
 -статки органических
еществ. образовавшихся
ь результате деятельности
бактерий
Мозг и нейроны —
дирижеры организма
Нервная система — главный руководитель нашего организма. Она следит за тем, чтобы
все органы и системы работали слаженно, как единое целое. Благодаря ей мы можем
чувствовать, видеть, слышать, запоминать и размышлять. Нервная система делится
на две части: центральную и периферическую. Центральная включает головной
и спинной мозг, которые обрабатывают информацию, поступающую от органов чувств,
и дают кохманды телу для движения и других действий. Периферическая состоит
из нервов и узлов, которые передают эти команды к разным частям тела. Главные
«работники» нервной системы — это клетки-нейроны. Их можно увидеть только
под микроскопом, ведь это часть нашего удивительного микромира.
Строение головного
мозга.
ГОЛОВНОЙ мозг
Головной мозг состоит из про-
долговатого мозга, мозжечка,
моста, среднего мозга, промежу-
точного мозга и больших полу-
шарий. покрытых корой. Про-
долговатый мозг, мост и средний
мозг составляют ствол юловного
мозга. Полушария и промежу-
точный мозг объединены в пе-
редний мозг. Мозжечок отвеча-
ет за равновесие и координа-
цию в пространстве. Другие ча-
сти мозга, в том числе продол-
говатый мозг, мост и ретикуляр-
ная формация, контролируют
частоту сердечных сокращений,
кровяное давление, глотание, ка-
шель и дыхание
Участки, контролирующие движения тела
Мозолистое
тело
НЕРВНЫЕ КЛЕТКИ -
НЕЙРОНЫ
Представьте себе, что наш мозг со-
стоит из 86 млрд крошечных «про-
водников» — нейронов, и около
16 млрд из них находятся з коре
больших полушарий. У каждой та-
кой клетки есть свое ядро и «орга-
низмы» внутри, а также множество
тонких веточек, которые называ-
ются дендритами, и один длинный
«хьостик» — аксон Аксон выпол-
няет роль главного проводника
сигналов, а его окончания соединя-
ются с другими клетками нервны-
ми, мышечными или железистыми.
Интересно, что нейроны делятся
на серое вещество (это их тела)
и белое вещество (аксоны, покры-
тые специальной .'.болочкой) Такой
микромир позволяет нашему мозгу
управлять всем телом и даже меч-
тать!
Нейроны
человека
бывают разного
размера. Самые большие
из них имеют тело длиной
до 140 мкм. Но это только
«центр управления»
клетки. Отростки
нейронов — дендриты
и аксоны — гораздо
длиннее. Так, дендриты,
которые передают сигналы
к самой клетке, вырастают
до 0,5 -1 мм. А аксоны,
отправляющие команды
к мышцам и органам,
могут быть настоящими
гигантами и достигать
длины более 1 м.
Дендриты
Миелиновая оболочка
Аксон
Спинной мозг
в поперечном
разрезе
при ЮС-кратном
увеличении.
Строение
нервной клетки.
Нервная клетка под просвечивающим электронным микроскопом после
обработки и особого окрашивания. Митохондрии здесь розовые, лизосомы
зеленые, микротрубочки красные, эндоплазматическая сеть желтая, аппарат
Гольджи — светло-зеленый
«Окно» в мир
4D
Зрение и слух - это наши
главные помощники
в познании мира. Благодаря
зрению мы можем
наслаждаться красотой
природы и понимать,
где находятся разные предметы.
За это отвечают глаза, которые
улавливают свет и передают
информацию в мозг. Уши же
помогают слышать все звуки
вокруг, создавая более полное
ощущение окружающего
мира. Интересно, что клетки
глаз и ушей — это часть
удивительного микромира
нашего тела.
СТРОЕНИЕ ГЛАЗА
Глаз получает питание от сосуди-
стой оболочки. Чтобы увидеть мир,
ему помогают специальные лин-
зы — роговица и хрусталик. Свет
проходит через зрачок, преломля-
ется на этих линзах и проецирует-
ся на сетчатку. Оттуда информация
о том, что мы видим, отправляется
по зрительному нерву прямо в мозг.
Веко
Зрачок
Радужная
оболочка
Рогочица
Строение
глаза.
Слезное мясио
— Сосудистая
оболочка глаза
Гиалоидный
канал
Латеральная
прямая
мышца
Стекловидное
тело
Центральная
ямка
сетчатки
Хрусталик
<------Сетчатка
Цинновы
Задняя
камера
Передняя
камера
Склера
Цилиарное
тело и мышца
Слезный канал
Медиальная
связки
прямая мышца
Зрительный нерг
и кровеносные
сосуды сетчатки
*
Цвет радужки глаз зависит от меланина, который бывает двух
типов — эумеланин, отвечающий за темные оттенки — черный и карий,
и феомеланина, отвечающий за светлые оттенки. Причем если плотность
«светлого» пигмента низкая, то радужка будет синей, если высокая — голубой, если
очень высокая — серой. А если в радужке присутствует желто-коричневый пигмент
липофусцин, он может смешаться с синим или голубым, и тогда радужка станет зеленой
или янтарной.
Палочки и колбочки
УХО И САМАЯ МАЛЕНЬКАЯ КОСТОЧКА
Ухо - это --«рган, который помогает нам слышать звуки и поддерживать
равновесие Оно состоит из трех частей: наружного, среднего и вну-
треннего уха, Наружное ухо — это ушная раковина, через которую зву-
ки попадают в ухо В среднем ухе находятся три маленькие косточки:
накональня, молоточек и стремечко. Кстати.стремечко - это самая ма-
ленькая косточка в теле человека. А во внутреннем ухе расположена
улитка — орган, который отвечает за слух, а также орган равновесия
ЦВЕТНОЕ ЗРЕНИЕ
Мы видим мир в цвете благодаря
"собым клеткам в сетчатке гла-
за — палочкам и колбочкам. В од-
ном глазу человека их огромное
количество: 110-125 млн пало-
чек и 4-7 млн колбочек. Палочки
помогают нам видеть при слабом
свете и различать черные, белые
и серые оттенки. А вот колбочки
отвечают за восприятие цветов
и помогают нам замечать мел-
кие детали, но они работают
только при ярком освещении.
В сетчатке есть три ?ида кол-
бочек, каждая из которых чув-
ствительна к одному из цветов
спектра — красному, зеленому
и синему. Смешиваясь, эти цве-
та создают множество оттенков,
которые мы видим
Наковальня Улитка
(слуховая)
Строение
уха.
Мышца
Эндолимфа
Базилярная
мембрана
Ушная
раковина
Барабанная Молоточек
Стремечко
Рецепторы,
которые в стрет
на колебания эндолимфы
Окно улитки,
круглое окне
Евстахиева труба
и базилярной мембраны
посылают импульсы
в головной мозг
Спиральный (кортиев) орган
(содержит рецепторы слуха)
Ответвления
улиткового нерва
Эндолимфа
(жидкость)
Обоняние и вкус —
стражи и сенсоры
Обоняние и вкус — важные чувства, которые помогают нам воспринимать мир вокруг.
Они делают его ярким и интересным, иногда приносят радость, а временами могут
и предупредить об опасности. Обоняние — способность ощущать запахи, которые
распространяются по воздуху. Это происходит благодаря специальному обонятельному
полю, которое находится на слизистой оболочке в верхней части носа. Чувство вкуса
помогает нам ощущать вкус пищи, когда вещества, попадающие в рот, воздействуют
на вкусовые рецепторы, расположенные на языке и в ротовой полости. Эти чувства
также связаны с микромиром, потому что за них отвечают разные клетки.
КАК ВОСПРИНИМАЕТСЯ ЗАПАХ?
Обонятельный
центр в коре
Слизистая оболочка ----
носовой полости
Обонятельное
поле
головного мозга
Обонятельное поле находится внутри носа и состоит
из множества клеток с ресничками, которые погру-
жены в слой слизи Когда пахучие ещества по-
падают в нос с воздухом, они растворяются в этой
слизи Это вызывает химическую реакцию, в ре-
зультате которой образуются импульсы. Эти им-
пульсы передаются через специальные нервные
волокна в обонятельную луковицу. Там инфор-
мация обрабатывается и отправляется дальше
с мозг Именно тогда мы начинаем ощущать
запах.
Газ (залах)
Микроскопическое строение
>бонятельного поля
Обонятельный
тракт
_______I
Обонятельные
рецепторы
и механизм
обоняния
Обонятельный
нерв
Обонятельная
луковица
Молекулы
газа
Решетчатая кость
Обонятельная клетка
------- с чувствительными
рецепторами
Эпителиальные клетки
Обонятельные реснички
Небные и «зычные
Надгортанник
миндалины
КАК МЫ ОЩУЩАЕМ ВКУС?
На языке, небе и в горле находятся вкусовые со-
сочки У взрослого человека их примерно 9000,
и каждый состоит из групп клеток, которые вос-
принимают вкус- Одна часть этих клеток выходит
на поверхность, а другая соединена с нервами Когда
химические вещества из пищи попадают на рецеп-
торы, они меняют электрический заряд, и в нервных
волокнах появляются импульсы. Эти импульсы пе-
редаются по двум нервам - лицевому и языкогло-
точному - в мозг, где мы и осознаем вкус,
Бугорки на поверхности языка
Бугорок
Кислый
Соленый
Сладкий
Вкусовые сосочки
раздражаются
кусочками
растворенной
пищи
Мышца
«Ямка» вокруг
бугорка заполняется
слюной
Нервные
волокна
Механизм
восприятия вкуса
В ответ на раздражение пищей
железы выделяют слюну
Вкуссм ой
Вкусовой рецептор
сосочек
Микророрсины
Слизистая оболочка
А знаете ли вы, что на вкусовые впечатления от еды влияют не только
вкусовые рецепторы на языке, нои обоняние, зрение, слух и даже осязание?
Когда вы пробуете что то вкусное, ваш мозг не только воспринимает
информацию от вкусовых рецепторов, но и анализирует запахи, внешний вид пищи
и даже звуки, которые она издает. Например, если мы не видим еду или не можем ее
понюхать, вкус может показаться менее ярким. Это удивительное взаимодействие всех
наших органов чувств и создает то уникальное ощущение от пищи, которое мы обычно
воспринимаем как «вкус».
Научно-популярное издание
Танымал гылыми басылым
Для среднего и старшего школьного возраста
Орта жэне жогаргы мектеп жасыни арналган
Серия «Энциклопедии ASTAR Wonder с дополненной реальностью»
«ASTAR Wonder кецейттген шындык, энциклопедиялары» сериясы
СПЕКТОР Анна Артуровна
МИКРОМИР
Ответственный за выпуск- И В. Резько
Оформление обложки. Е. А. Гордеева
Подписано в печать 21.04 2025.
Формат 60x84'/,. Бумага мелованная. Печать офсетная. Гарнитура Circe.
Усл печ. л 18,6. Тираж 3000 экз. Заказ
Общероссийский классификатор продукции ОК-034-2014(КПЕС 2008);
58.11.1 — книги, брошюры печатные.
Книжная продукция — ТР ТС 007/2011
Изготовлено в июне 2025 г.
Произведено в Российской Федерации
Изготовитель / Дайындаушы: ООО «Издательств'' ACT».
129085, Российская Федерация, г. Москва, Звёздный бульвар, дом 21, строение 1, комната 705, пом 1,7 этаж.
Адрес места осуществления деятельности по изготовлению продукции
123112, Российская Федерация, г. Москва, Пресненская набережная, д. 6, стр. 2,
Де/ювой комплекс «Империя», 14,15 этаж.
Наш электронный адрес: ask@ast го
ноте page: www.ast.ru
Тауар КО тр 007/2011 «Балалао мен жасестр1мдерге арналган ен!мдерд|Ц к,ау<пс13Д1Г1 туралы»
талаптарына сэйкес келедс
Ресей Федерациясында енд|р1лген.
вндфуил: «Издательство АСТ» ЖИ'К, 129085, Ресей Федерациясы. Маскеу.
Звёздный бульвары, 21-уй, 1-курылыс, 7С5-белме, I уйжай, 7 кдбат.
©him енд|ру кызмет1н жузеге асыру мекенжайы:
123112, Ресей Федерациясы, Мэскеу, Пресненская жаг., 6-уй. 2-к.ур.,
«Империя» 1скерл1к кешен!, 14.15-кабат
Б1здщэлекгрондык,мекенжаймыз wwwast.ru E-mail: ask@asr.ru
Интернет-магазин www.book24.kz Интернет-дукен: www.book24.kz
Импортер в Республику Казахстан и Представитель по приему претензий
в Республике Казахстан — ТОО РДЦ Алматы, г Алматы.
Казахстан Республикасына импорттаушы жэне
Казахстан Республикасында наразылыцтарды кабылдау бойыншз ект —
«РДЦ-Алматы» ЖШС, Алматы к,., Домбровский кеш., 3«а», Б литер!, офис 1
Тел.: 8(727) 2 51 59 90,91. факс 8 (727) 251 59 92 ник! 107:
E-mail: RDC Almaiy@eksmo.kz, www.book24.kz
Тауар белое, «АСТ» ©нд!р>лген куне маусым 2025.
0нiMнiц жарамдылык, мерз!м! шектелмеген,
Сертификаттауга жатады.
Присоединяйтесь к нам!
ЕНЕ
www.ast.ru/redactions/avanta
о vk.com/ast.deti
о vk.com/avantabooks
с t.me/astdeti
ozen yandex.iu/asraeti
I
CcblAKO
для установки
приложения
МИКРОМИР
Изучить таинственную жизнь мельчайших частиц,
которые можно рассмотреть только noq микроскопом,
увидеть, как лактобактерии «производят» кисломолоч-
ные продукты, а растительные клетки перерабатывают
воду и углекислый газ, узнать, каким образом маски-
руется вредоносный коронавирус, удивиться тому,
как сложно устроен человеческий глаз, полюбоваться
крохотными песчинками с пляжа, которые, как
и драгоценные алмазы, имеют кристаллическую
решетку, — сделать все это намного проще,
используя современные технологии дополненной
реальности Тебе необходимо выполнить лишь
несколько несложных действий — и маленькие
герои микромира оживут в 4D1
	ШАГ 1 Установи на сбой гаджет	уь-
бесплатное приложение ASTAR UJonder ’Winder
	ШАГ 2. включи звук на мобильном устройстве
	ШАГ 3 Запусти приложение
	ШАГ 4. Выбери книгу из списка и дождись загрузки контента
После этого на мобилоном устройстве включится камера. __
	ШАГ 5. Наведи камеру на страницу книги, ни которой стоит значок
	ШАГ 6. Загляни внутрь клеток растений и животных, рассмотри
с увеличением в миллионы раз атомы и молекулы, исследуй природу
полярного сияния, понаблюдай за жизнью микроскопических
организмов — начни изучать необьятную Вселенную мельчайших
частиц, взаимодействуя с интерактивными моделями
и прослушивая познавателоную информацию
Каменная соль
под микроскопом
Снежинки —
ледяные
кристаллы
h
, ГГ
Присоединяйтесь i и iri
ISBN 978-5-17 168165-4
р
Г
2
www.ast.nj/redactions/avdnta
□ vk.com/asl.dleti
О vk com/avantabooks / \
д t.me/astdeti «М 2 "К
□ zen.yandex.ru/astdeti /
Модель
молекулы
4D-технологии помогут
тебе стать настоящим
ученым-исследователем
и раскрыть самые невероятные
тайны микромира!
9 785171 6«1654