Одноклітинні водорості: особливості будови. Представники одноклітинних водоростей

Підводний світ завжди вабив людини своєю яскравістю, небувалою красою, різноманітністю і незвіданими таємницями. Дивовижні тварини, приголомшливі рослини самих різних розмірів - все ці незвичайні організми не залишають байдужим нікого. Крім видимих оку великих представників флори, існують ще й дрібні, доступні для огляду тільки під мікроскопом, але від цього не втрачають своєї важливості і значимості в загальній біомасі океану. Це одноклітинні водорості. Якщо взяти загальну продукцію органічної речовини, вироблювану підводними рослинами, то більшу частину виробляють саме вони, ці крихітні і дивовижні істоти.

Водорості: загальна характеристика

В цілому водорості - це подцарство Нижчі рослини. Відносяться вони до цієї групи з тієї причини, що їх тіло не диференційовано на органи, а представлено суцільним (іноді розсіченим) талломом або слоєвіщем. Замість кореневої системи вони мають пристосування для прикріплення до субстрату у вигляді ризоидов.

Дана група організмів дуже численна, різноманітна за формою і будовою, способом життя і місць проживання. Виділяють наступні відділи цього сімейства:

• червоні;
• бурі;
• зелені;
• золотисті;
• діатомові;
• кріптофітовие;
• жовто-зелені;
• евгленовие;
• динофітових.

Кожен з цих відділів може включати до свого складу одноклітинні водорості і представників з багатоклітинних слоєвіщем. Також зустрічаються такі форми організмів:

• колоніальні;
• нитчасті;
• свободноплавающие;
• прикріплені і інші.

Ознак для класифікації можна знайти безліч. Один з найбільш важливих, визначальних в практичному сенсі - спосіб поглинання енергії. Представники зелених одноклітинних водоростей все є автотрофами, більшість багатоклітинних цього ж класу також здійснюють фотосинтез. Однак зустрічаються і гетеротрофні, міксотрофное і навіть паразитичні форми.

Вивчимо докладніше будова, життєдіяльність і розмноження представників саме одноклітинних організмів, що належать до різних класів водоростей. Оцінимо їх роль у природі та житті людини.

Особливості будови одноклітинних водоростей

У чому ж полягають специфічні особливості, що дозволяють цим крихітним організмам існувати? По-перше, хоч вони і мають всього одну клітку, але вона виконує всі життєво важливі функції цілого організму:

• зріст;
• розвиток;
• живлення;
• дихання;
• розмноження;
• рух;
• виділення.

Також цим одноклітинним організмам властива функція дратівливості.

У своєму внутрішньому будові одноклітинні водорості особливості, здатної здивувати зацікавленого дослідника, не мають. Всі ті ж структури і органели, що і в клітинах більш високорозвинених організмів. Клітинна оболонка має здатність вбирати в себе навколишнє вологу, таким чином, організм може занурюватися під воду. Це дозволяє водоростям більш широко розселятися не тільки в морях, океанах та інших водоймах, а й на суші.

Ядро з генетичним матеріалом мають всі представники, крім синьо-зелених водоростей, які є прокариотическими організмами. Також до складу клітини входять стандартні обов`язкові органели:

Відео: Царство Гриби. Урок біології №76.

• мітохондрії;
• цитоплазма;
• ендоплазматичнийретикулум;
• апарат Гольджі;
• лізосоми;
• рибосоми;
• клітинний центр.

Особливістю можна назвати наявність пластид, що містять той чи інший пігмент (хлорофіл, ксантофилл, фікоеритрин та інші). Також цікавим є той факт, що одноклітинні водорості можуть вільно пересуватися в товщі води за допомогою одного або декількох джгутиків. Однак не всі види. Є і прикріплені до субстрату форми.

Відео: Царство рослини. Будова, еволюція та розмноження

Поширення і місця проживання

Завдяки дрібним розмірам і деяких особливостей будови, одноклітинні водорості зуміли поширитися по всій земній кулі. Вони населяють:

• прісні водойми;
• моря і океани;
• болота;
• поверхні скель, дерев, каменів;
• полярні рівнини, покриті снігом і льодом;
• акваріуми.

Де їх тільки не зустрінеш! Так, ностоковие одноклітинні водорості, приклади синьо-зелених або ціанобактерій - мешканці вічної мерзлоти Антарктиди. Маючи в складі різні пігменти, ці організми дивним чином прикрашають собою білий пейзаж. Вони фарбують снігу в рожеві, бузкові, зелені, фіолетові і блакитні тони, що, звичайно, виглядає дуже красиво.

Зелені одноклітинні водорості, приклади яких можна привести такі: хлорелла, трентеполія, хлорококк, плеврококк - живуть на поверхні дерев, покриваючи їх кору зеленим нальотом. Вони змушують купувати цей же колір поверхні каменів, верхній шар води, ділянки землі, стрімкі скелі і інші місця. Вони відносяться до групи наземних або повітряних водоростей.

Взагалі, представники одноклітинних водоростей оточують нас всюди, просто помітити їх можливо лише за допомогою мікроскопа. У воді, повітрі, на поверхнях виробів, землі, рослинах і тваринах живуть червоні, зелені та золотисті водорості, а також ціанобактерії.

Розмноження і спосіб життя

Про спосіб життя тієї чи іншої водорості слід говорити в кожному конкретному випадку. Хтось вважає за краще вільно плавати в товщі води, утворюючи фітобентос. Інші види поміщаються всередині організмів тварин, вступаючи з ними в симбіотичні взаємини. Треті просто прикріплюються до субстрату і формують колонії і нитки.

А ось розмноження одноклітинних водоростей - процес, подібний у всіх представників. Це звичайне вегетативне поділ надвоє, мітоз. Статевий процес зустрічається вкрай рідко і тільки при настанні несприятливих умов існування.

Безстатеве розмноження зводиться до наступних стадій.

1. Підготовча. Клітка зростає і розвивається, накопичує живильні речовини.
2. Редукуються органели руху (джгутики).
3. Потім починається процес реплікації ДНК і одночасне формування поперечної перетяжки.
4. Центромери розтягують генетичний матеріал по різних полюсах.
5. Перетяжка змикається, і клітина ділиться навпіл.
6. Цитокинез відбувається одночасно з усіма цими процесами.

Результат - нові дочірні клітини, ідентичні материнській. Вони добудовують відсутні ділянки тіла і починають самостійне життя, ріст і розвиток. Таким чином, життєвий цикл одноклітинної особини починається з розподілу і закінчується ним же.

Особливості будови зелених одноклітинних водоростей

Головна особливість - це насичений зелений колір, який має клітина. Пояснюється він тим, що в складі пластид переважає пігмент хлорофіл. Саме тому дані організми здатні здійснювати процес фотосинтезу, продукуючи для себе органічна речовина самостійно. Це багато в чому ріднить їх з вищими наземними представниками флори.

Також особливості будови зелених одноклітинних водоростей полягають в наступних загальні закономірності.

1. Запасне поживна речовина - крохмаль.
2. Такий органоїд, як хлоропласт, оточений подвійною мембраною, що зустрічається у вищих рослин.
3. Для пересування використовують джгутики, покриті волосками або лусочками. Їх може бути від одного до 6-8.

Очевидно, що будова зелених одноклітинних водоростей робить їх особливими і наближає до високоорганізованих представників наземних видів.

Хто ж відноситься до цього відділу? Найвідоміші представники:

• хламидомонада;
• вольвокс;
• хлорелла;
• плеврококк;
• Евглена зелена;
• акросіфонія і інші.

Розглянемо докладніше кілька таких організмів.

хламідомонада

Даний представник відноситься до такого відділу, як зелені одноклітинні водорості. Хламідомонада - це переважно прісноводний організм, який має деякі особливості будови. Для неї характерний позитивний фототаксис (рух в бік джерела світла), завдяки наявності на передньому кінці клітини світлочутливого вічка.

Біологічна роль хламідомонади полягає в тому, що вона є продуцентом кисню в процесі фотосинтезу, цінним джерелом корму для худоби. Також саме ця водорість викликає «цвітіння» водойм. Клітини її легко культивуються в штучних умовах, тому генетики вибрали хламідомонад як об`єкт лабораторних досліджень і дослідів.

Хлорела

Одноклітинна водорість хлорела також відноситься до відділу зелених. Її основна відмінність від всіх інших в тому, що живе вона тільки в прісній воді, а її клітка позбавлена джгутиків. Здатність до фотосинтезу дозволяє використовувати хлорелу як джерело кисню в космосі (на кораблях, ракетах).

Усередині клітини міститься унікальний комплекс поживних речовин і вітамінів, завдяки яким ця водорість високо цінується як кормова база для худоби. Навіть для людини вживання її в їжу було б дуже вигідним, адже 50% білка в її складі перевершують за енергетичною цінністю багато зернові культури. Однак в якості їжі для людей вона все ж не прижилася.

Зате успішно використовується хлорелла для біологічного очищення води. Спостерігати цей організм можна в скляному посуді з застояної водою. На стінках утворюється слизький наліт зеленого кольору. Це і є хлорелла.

евглена зелена

Одноклітинної водорістю є Евглена зелена, яка відноситься до відділу евгленовие. Незвичайна, подовжена з загостреним кінцем форма тіла робить її відмінною від інших. Має вона також світлочутливий вічко і джгутик для активного пересування. Цікавим є той факт, що Евглена - міксотрофів. Вона може харчуватися гетерогенно, проте в більшості випадків здійснює процес фотосинтезу.

Довгий час точилися суперечки про приналежність цього організму до якого-небудь царства. За одними ознаками це тварина, за іншими - рослина. Мешкає вона в забруднених органічними залишками водоймах.

плеврококк

Це округлі зелені організми, що мешкають на скелях, землі, каменях, деревах. Утворюють сизо-зелений наліт на поверхнях. Відносяться до сімейства Хетофоровие водорості відділу зелені.

Саме по плеврококк можна орієнтуватися в лісі, так як він поселяється тільки з північного боку дерев.

діатомові водорості

Одноклітинної водорістю є діатомея і всі супутні їй види. Всі разом вони формують діатомові водорості, які відрізняються однією цікавою особливістю. Зверху їх клітина покрита красивим мереживним панциром, на який нанесений природний малюнок з солей кремнію і його оксиду. Іноді ці візерунки настільки неймовірні, що здається, ніби це якесь архітектурна споруда або хитромудрий малюнок художника.

З плином часу відмерлі представники діатомових утворюють цінні поклади порід, які використовуються людиною. У складі клітини переважають ксантофилл, тому забарвлення цих водоростей золотиста. Є цінним кормом для морських тварин, так як утворюють значну частину планктону.

червоні водорості

Це такі види, забарвлення яких варіює від світло-червоного до помаранчевої і темно-бордового. У складі клітини переважають інші пігменти, що пригнічують хлорофіл. Нас цікавлять саме червоні водорості, одноклітинні форми.

До цієї групи належить клас бангиевих водоростей, який включає в себе приблизно 100 видів. З них значну частину становлять одноклітинні. Основною відмінністю є переважання каротинів і ксантофиллов, фикобилинов над хлорофілом. Це пояснює забарвлення представників відділу. Можна виділити кілька найпоширеніших організмів серед одноклітинних червоних водоростей:

• порфірідіум.
• хроотеце.
• геотріхум.
• астероцітіс.

Основні місця проживання - океанські і морські води помірних широт. У тропіках зустрічаються значно рідше.

Порфірідіум

Спостерігати, де мешкають одноклітинні водорості даного виду, може кожен. Вони формують криваво-червоні плівки на землі, стінах, інших вологих поверхнях. Поодиноко існують рідко, в основному збираються в колонії, оточені слизом.

Використовуються людиною для вивчення таких процесів, як фотосинтез у одноклітинних і утворення молекул полісахаридів всередині організмів.

Хроотеце

Дана водорість також є одноклітинної і відноситься до відділу червоних, класу бангиевих. Її основна відмінна риса - це формування слизової «ніжки» для прикріплення до субстрату. Цікаво, що ця «ніжка» може перевищувати розміри самого тіла майже в 50 разів. Слиз виробляється самою клітиною в процесі життєдіяльності.

Поселяється цей організм на грунтах, також утворюючи помітний червоний наліт, слизький на дотик.