Строение водорослей

Водоросли  — старейшие микроорганизмы на Земле

 

Водоросли одни из самых древних микроорганизмов на планете, ореол обитания которых велик и разнообразен. Они являются основой пищевой цепочки питания для множества животных и млекопитающих. Их жизнедеятельность обеспечивает необходимые объёмы кислорода, а их заросли служат местом обитания разных видов беспозвоночных. Состояние биоценоза водных объектов должно находиться в идеальном равновесии, что не может происходить без водорослей. В комплексе с различными органическими соединениями они участвуют в самоочищении воды, используются в сельскохозяйственной сфере и активно применяются для изготовления необходимых предметов обихода человека.

Из чего состоит водоросль

 

Водоросли относят к формам растений низшей категории. На сегодняшний день специалисты насчитывают более 35 тысяч их разновидностей, подразделяющихся на формы одноклеточных и многоклеточных разновидностей. Некоторые из них можно отдельно рассмотреть только под микроскопом, а другие способны вырастать в длину на несколько метров.

Название этого вида организма говорит о том, что он обитает преимущественно в пресной или соленой воде, что не совсем верное утверждение. Большое количество видов можно найти на влажных территориях планеты, почве и в коре деревьев, ледниках.

 

Низшей формой растений водоросли называют из-за отсутствия привычных тканей. Водоросли из одной клетки представляют собой простейший организм, способный образовать колонии. Многоклеточные водоросли имеют подобие тела, имеющее название слоевище (таллом).

Все водоросли, из-за отношения к классификации растений, являются автотрофами, то есть имеют способность синтезировать органику из неорганики. Они содержат в себе хлорофилл, а так же разнообразные пигменты в число которых входят бурые, синие, оранжевые и красные оттенки, расположенные в хроматофорах. Не редко хроматофоры являются местом скопления столь необходимого водорослям крахмала в качестве питательного вещества. Преобладание того или иного оттенка оказывает влияние на подвид водорослей, подразделяя их на зеленые, бурые и красные.

Особенности строения водорослей

 

Не зависимо от подразделения водорослей на одноклеточные и многоклеточные соединения их структурной единицей является клетка. В природе существуют разнообразные степени классификации типов, которые помогают различать данные клетки по функциям, формам, размерам, оттенкам, расположению веществ и многому другому. Из всех существующих классификаций наиболее важной считается разграничение по особенностям строения, которое обнаруживается с помощью изучения клеток через микроскоп. С этой точки изучения клетки водорослей подразделяются на типичные ядра и не имеющие типичных ядер. Не типичные или прокариотические (прокариоты) характерны для водорослей прохлорофитовых и синезеленых представителей водорослевого разнообразия, а типичные или эукариотические клетки (эукариоты) характерны для всех остальных разновидностей.

Основное слоевище водорослей отличается разнообразными морфологическими признаками. Так водоросли существую не только в виде многоклеточных и одноклеточных. Существуют колониальные и неклеточные. Их размеры существенно отличаются от вида, что даёт размерный диапазон от микроскопических до крайне крупных экземпляров.

 

Выдающаяся особенность одноклеточных представителей разнообразия водорослевых заключается в наличии клеточных и организменных черт физиологии благодаря тому, что они состоят лишь из одной клетки. Эта система является по-настоящему автономной, ведь она способна самовоспроизводиться, развиваться, расти. Ее неуловимый глазом размер не затрудняет поглощение растворов из минеральных солей и углекислот, переработку их и воспроизводимость жиров, углеводов и белков.
Проделав длинный путь к самостоятельному организму одноклеточные перешли в стадию многоклеточных. Процесс развития сопровождался потерей некоторых функций и качеств структуры клеток. Внутри слоевищ появлялись новые процессы, которые можно назвать как первый шаг в эволюции в развитии тканей.

Сифоновые водоросли имеют особенную уникальность. В их талломах нет делений на клетки, но в процессе формирования одноклеточная стадия все же существует.

Окрашивание водорослей зависит от находящегося в них пигмента. Существуют зеленые, красные, фиолетовые, жёлтые и многие другие расцветки. Это обусловлено тем, что некоторые разновидности содержат в себе хлорофилл, а другие иные вещества-пигменты.

В процессе эволюции водоросли обрели способность, называемую фотосинтезом. Этот тип энергии для питания, синтезирующий органические вещества из неорганических, является основным для этого вида растений низшей классификации. Примечательно, что при определённых условиях водоросли могут перейти с фотосинтеза на питание готовыми органическими веществами или использовать симбиоз этих двух способов одновременно. Такое питание и способность подстраиваться под условия помогают водорослям занимать различные ниши в экологии планеты.

Строение клетки водоросли

 

Клетки водорослей при более подробном изучении имеют разнообразную форму. Но специфика их строения остаётся практически одинаковой. Протопласт у основного вида водорослей разделен на ядро и цитоплазму. Исключением является разновидность синезеленых водорослей, не имеющая типичного ядра. В основных случаях одна клетка имеет в себе только одно ядро, но бывают и исключения. Ядро заключено в кариозому и по своему строению очень похоже на высшие формы растений. Хроматин в ядрах большинства представителей водорослевого мира не отличается цветом от кариолимфы, что делает ядро пустотелым. Расположение ядер в клетках и его формы зачастую систематичны.

Ядро расположено в цитоплазме, сок которой заполняет область клетки или оставляет небольшие отсеки — вакуоли. Они зачастую имеют значительные размеры и занимают большой объём во всей клетке. У некоторых разновидностей вакуоли имеют некоторые особенности. Например, у клеток удлинённой формы вакуоли имеют шаровидную форму с кристаллами гипса внутри, находящимися в постоянном движении.

Вакуоли пульсирующего типа часто встречаются в гаметах и зооспорах. Они могут существовать в подвижных и неподвижных клетках и имеют не простое строение. В более простых случаях вакуоль выбрасывает имеющуюся жидкость в цитоплазму или через оболочку клетки путём сокращения. Наиболее сложные случаи представлены целым рядом вакуолей, которые пропускают жидкость друг через друга и сокращаясь наполняют через дополнительный канал в цитоплазму.

Газовые вакуоли — разновидность, при которой полости в цитоплазме заполнены газом. Он благодаря небольшому весу так же сокращает вес низшего растения, что определяет их поверхностное обитание на водной глади. Газ образуется и у водорослей, находящихся на глубине. Его появлению способствует внутриклеточное брожение и только после его полного завершения водоросли поднимаются на поверхность.

Протопласт клеток окружён оболочкой. Науке известны клетки водорослей без оболочки, носящих название «голые клетки». Уплотнённый слой цитоплазмы снаружи образует пелликулу. Ее плотность может быть мягкой, что позволяет клетке менять форму, или плотной, фиксируя ее форму. У различных форм водорослей пелликула имеет системность. Например, у водорослей золотистого цвета, пелликула снаружи имеет на себе известковые тельца, находящихся в пелликульной слизи.

«Голые клетки» характерны пространством в клетке, именуемое «домик». Через его отверстие проходят жгутики. Протопласт не заполняет всего пространства и расположен свободно. «Домик» не участвует в делении клетки, а получившийся новый протопласт образует своё пространство в виде «домика». Поверхность этого пространства имеет на себе некое подобие шипов разных форм, которые играют роль при формировании видов водорослей.

Оболочки водорослей различаются химической структурой состава. В основном они содержат целлюлозу и пектиновые вещества. Состав определяется систематической принадлежностью к тому или иному подвиду водорослей. В оболочках зачастую прослеживается слоистость, обусловленная составом. Зачастую внешние слои состоят из целлюлозы, а внутренние отличаются большим содержанием пектина. Оболочки покрыты шипами, увидеть которые можно под микроскопом.

Одни из самых важных элементов клетки — хроматофоры. Они отличаются наибольшим разнообразием, внешним видом и расположением, что даёт систематичность признаков и в пределах большинства видов они постоянны. Хроматофоры обеспечивают процесс фотосинтеза благодаря содержанию хлорофилла. Чаще всего они передаются дочерним клеткам от материнских, реже образовываются из бесцветных лейкопластов.

Образующиеся в клетке продуты фотосинтеза откладываются в цитоплазме, хроматофорах или клеточном соку. Местом отложения ценного для водорослей крахмала являются хроматофоры, а так же пиреноиды. Пиреноиды появляются за счёт деления или возникают как новообразование. Они имеют несколько размеров и форм, самыми распространёнными из которых считаются голые и скорлупчатые.

Большинство подвижных клеток со жгутиками имеют стигму. Она имеет красный цвет за счёт содержания кератина в составе. Зачастую она состоит из двух частей, имеющие двойной окрас. Первая — прозрачная, обращена наружу выпуклой частью, вторая — окрашенная, располагается под первой и повторяющая ее форму. Функция стигмы заключается в восприятии раздражения от света. Она функционирует по принципу линзы.

Характерная часть большинства клеток — жгуты. Они есть на протяжении всей жизни клетки или только в ее определённой фазе. Это цитоплазменные отростки, имеющие связь с ядром, проходящие через всю поверхность клетки. Жгуты могут делиться вместе с клеткой или образовываться самостоятельно.

Строение клеток зелёных водорослей хламидомонада и хлорелла

 

Данные микроскопические водоросли входят в состав планктона, перемещаясь по поверхности воды вырабатывая органические вещества, благодаря которым живет весь водный мир.

• Зелёная водоросль хламидомонада.
Клетка хламидомонады имеет преимущественно овальную форму с небольшим изгибом на одной стороне. В этой части располагаются жгутики, которые помогают передвигаться водоросли в воде. Поверхность клетки имеет прозрачную пектиновую оболочку, слегка прилегающую к мембране.
Цитоплазма хламидомонады обеспечена ядром, вакуолью с клеточным соком, стигмой и двумя пульсирующими вакуолями.

Хламидомонада имеет свойство передвигаться к свету, благодаря наличию стигмы, и кислороду. Это определяет ее преимущественное поверхностное местонахождение.

Процесс фотосинтеза протекает с помощью хлорофилла в хроматофоре, имеющим вид чаши.

• Зеленая водоросль хлорелла.
Обитающая в водоёмах с пресной водой и почве с высокой влажностью водоросль имеет форму шара без жгутиков. Она неподвижна по своей природе, так как не имеет стигмы, которая стремилась бы на солнечный свет. Оболочка водоросли за счёт преобладания целлюлозы плотная.

Цитоплазма имеет в себе ядро и хроматофор с хлорофиллом, дающим интенсивно протекающий фотосинтез. За счёт этого процесса водоросль отдаёт большой объём органического вещества и кислорода.

Строение многоклеточных водорослей

 

Многоклеточные водоросли входят в класс низших растений, образованных благодаря колонизации одноклеточных растений в слоевища. Самыми распространёнными многоклеточными водорослями считаются спирогира и улотрикс.

• Спирогира — нитчатая зелёная водоросль. Она встречается в пресных водах в виде зеленой тины. Ее нити состоят из клеток в форме цилиндра, что не позволяет им быть ветвистыми. Каждая клетка покрыта склизкой массой и имеет плотную оболочку с целлюлозой. Хроматофор представлен в виде закрученный спирали. Ядро расположено в цитоплазме и закреплено за счёт протоплазменных нитей. Каждая клетка оснащена вакуолью и содержащимся соком.

Спирагира размножается вегетативным способом, которое подразумевает деление нити на небольшие участки. Половой процесс происходит в виде конъюгации. Во время этого процесса между рядом находящимися нитями образуется свободное пространство, по которому содержимое клетки одной водоросли переходит в другую оболочку. После этого процесса образуется зигота, которая при оптимальной температуре вырастает в спирагиру.

• Недалеко от поверхности воды водоемов образуется многоклеточная водоросль улотрикс нитчатого строения. Его нити имеют не ветвистую структуру и крепятся к субстрату. Каждая нить представляет собой гармоничное взаимодействие небольшого количества клеток, которые вырастают благодаря поперечному делению.

Хроматофор у улотрикс имеет необычную форму слегка не замкнутого кольца. Благоприятные условия создают возможность образования зооспор. У каждой споры имеются жгутики в количестве не более 4 штук. При сцеплении споры с предметом в водоеме начинается процесс деления, за счёт которого водоросль растёт.

При наименее благоприятных условий улотрикс может размножаться половым путём. В некоторых клетках происходит процесс образования гаметы с двумя жгутиками. После выхода из оболочки клетки они сливаются, образовывая зиготы, что впоследствии повлияет на развитие новой водоросли.

Строение одноклеточных водорослей

 

Основная особенность одноклеточных водорослевых заключается в том, что всего одна клетка выполняет все важные функции для существования: рост, питание, движение, размножение и т.д.

Ядро имеют все представители одноклеточных водорослей не зависимо от цвета (исключением являются синезеленые). Помимо ядра в составе присутствуют цитоплазма, митохондрии, клеточный центр, лизосомы и рибосомы, аппарат Гольджи и ретикулум. Особенностью строения можно назвать наличие пигмента в пластиде. Способом перемещения на поверхности воды и в ее толще являются жгутики, характерные для большинства одноклеточных водорослей.

 

Водорослевые этой разновидности ведут различный образ жизни. Часть одноклеточных низших растений образуют фитобентос, свободно плавая в толще воды, другая часть располагается в организмах животных, вступая в биологические реакции. Остальная часть образует колонии, формируется в виде нитей и цепляется за объекты под водой.

Строение зелёных водорослей

 

Водоросли с зелёным пигментом зачастую имеют форму шара или овала, но в природе встречаются и другие разновидности, состав поверхности которых содержит в себе следы целлюлозы. Наиболее распространённые зеленые одноклеточные формы хлореллы и хламидомонады. Их пигментный цвет сосредоточен в хроматофорах, а размножение происходит за счёт работы дочерних клеток, подвижных спор или половым путём. Колонии водорослей возникают при размножении дочерними клетками, остающимися в неразрывной связи. Ядро клеток отделено мембраной от цитоплазмы, в которой часто содержатся следы крахмала как продукта процесса фотосинтеза.

Примером распространённого представителя зеленых водорослей является вольвокс. Это низшее растение формирует колонию, в составе которой может находиться от 500 клеток до 65 тысяч. Каждая его клетка обладает жгутиками, хлоропластом, глазком и ядром. Каждая клетка отделена друг от друга желеобразной субстанцией, а их расположение обеспечивает подвижность организма. Если клетка или несколько клеток погибают по различным причинам, то на всю колонию это не влияет и организм продолжает жить.

Строение бурых водорослей

 

 

Одними из самых высокоразвитых растений из низших форм по морфологическим и анатомическим показателям считается бурая или желтовато-бурая водоросль. Она распространена на глубине не более 120 м в океанах. Размер ее тела может достигать от нескольких сантиметров до сотни метров в длину. Имеет ряд разновидностей: ленточная, кустисто-ветвистая и листовидная. Чаще всего встречается первая разновидность бурой водоросли. Некоторые формы имеют своеобразные капсулы с кислородом, помогающие им держать вертикальное положение.

Эта разновидность имеет органы крепления в виде базового диска или ризоидов, находящихся в основании слоевища. Разрастается организм благодаря делению клеток. У хроматофор пластинчатая структура, содержащая в себе хлорофилл, фукоксантин и каротин с бурым пигментом.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Яндекс.Метрика