Водоросль Хламидомонада

Что такое хламидомонада

 

У водорослей отсутствуют стебель, листья и корень, поэтому их классифицируют к низшим растениями. Самым простым по строению и функциям является водоросль хламидомонада.

 

Хламидомонадой называют одноклеточную двужгутиковую зеленую водоросль грушевидной формы, принадлежащую семейству Хламидомонадовые. Водоросль обитает в пресной воде: водоемы, лужи, пруды. Первым признаком, указывающим на наличие хламидомонады в водоеме – цветение. Это живучая водоросль, поэтому место обитания не имеет для нее значения.  Хорошо адаптируется в снегу или подо льдом. Во время цветения микроорганизм окрашивает лед и снег в различные оттенки.

 

В соленой воде организм не развивается, эта среда некомфортна для него. Поэтому в озерах, морях и океанах эту водоросль не встретить. Но бывают исключения.  Многие хламидомонады способны передвигаться благодаря вращательному движению жгутиков, словно вкручиваясь в воду. Этот микроорганизм в природе является санитаром водоемов, а в науке применяется для изучения вопросов генетики.

 

Хламидомонада относится к бифлагеллированному одноцепочному зеленому роду водорослей. Виды этой водоросли многочисленны. Один вид содержит красный пигмент. Его называют гематохром. Именно он придает красный оттенок тающему снегу. Несмотря на то, что водоросль обладает красным пигментом, ее относят к зеленым водорослям.

 

Хламидомонада — одноклеточный гаплоидный гетероталличный изогамный организм, который являет модельным объектом для различных исследований. Таких, как: генетических, биохимических, цитологических и физиологических.

 

Особенности хламидомонады

 

Хламидомонада микроскопического размера. Ее строение типично для одноклеточных. Этот организм в поиске источника энергии для фотосинтеза, активно передвигается в сторону света. Ученые относят хламидомонаду к растениям. Но способности передвигаться, питаться и размножаться приравнивают водоросль к животным.

 

Эти микроорганизмы улавливают биохимические сигналы и звуковые волны. Как только биохимический сигнал, предупреждающий об угрозе, поступит в координационный центр, водоросль «убегает», работая жгутиками.

 

Хемотаксис – двигательная реакция хламидомонады на химический раздражитель.

 

Еще одной особенностью хламидомонады является наличие ионных каналов, которые активируются светом. Они участвуют в процессе питания.

 

 

Признаки хламидомонады

 

 

Хламидомонада обладает рядом признаков:

  • Одноклеточный организм.
  • Наличие светочувствительного глазка (стигма).
  • Способность к активному передвижению в пространстве.
  • Наличие чашевидного хроматофора.
  • Обитание в пресной воде.
  • Пара хорошо развитых жгутиков.
  • При благоприятных условиях размножается делением.
  • Отсутствие вегетативных органов.

 

Стигма помогает определить какая часть водоема наиболее освещена. Такое явление в природе называют положительным фототаксисом.

 

Биологическая классификация водоросли:

  • Род хламидомонады
  • Семейство Хламидомонадовые
  • Одноклеточные водоросли
  • Отдел Зеленые водоросли
  • Царство Растения

 

Наука определила организм к вольвоксовым водорослям. Класс Volvocophyceae занимает центральное место среди всех зеленых водорослей.

 

 

Дышит клетка-водоросль всей поверхностью своего тела. В процессе дыхания поглощает углекислый газ, растворенный в воде, и выделяет кислород. Его микроорганизм и использует, чтобы дышать.

 

В род хламидомонад входит более пятисот видов водорослей. На территории стран СНГ можно встретить около ста видов. Самыми распространенными являются:

  • неподвижная
  • плотная
  • Акимовой
  • угловатая
  • шаровидная

 

Строение хламидомонады

 

Водоросль хламидомонада имеет грушевидную форму. Ее строение выглядит так:

  • Оболочка
  • Хлоропласт
  • Пиреноид
  • Цитоплазма
  • Фоторецептор
  • Ядро
  • Вакуоли
  • Жгутики

 

Оболочка – прозрачная пектиново–целлюлозная клеточная стенка. Основным компонентом клеточной стенки являются гликопротеины, обогащенные гидроксипролином. Также в клеточной стенке присутствуют растворимые вещества моносахаридов и олигосахаридов.

 

Хлоропластом называют зеленую пластиду, основной функцией которой является фотосинтез.

 

Пиреноидом называют дифференцированную область, располагающуюся внутри хлоропласта. Вокруг этой области (пиреноида) откладывается крахмал.

 

Цитоплазмой является полужидкое содержимое клетки. Ее главная задача – транспортировка питательных веществ, а также утилизация продуктов обмена клетки. Цитоплазма придает клетке структуру и помогает удерживать органеллы на месте.

 

Фоторецептор служит для обнаружения наиболее освещенного места. С его помощью, водоросль улавливает свет и движется в его направлении.

 

Ядро – место хранения наследственной информации. Оно отвечает за питание, дыхание, движение, обмен веществ, половой процесс.

 

Вакуоль необходима для контроля и удаления избытка поступающей жидкости. Мембрана вакуоли называется тонопластом, а содержимое вакуоли – клеточный сок. Он состоит из воды, растворенных в ней веществ, а также из неорганических веществ и органических кислот.

 

Жгутики – помощники передвижения в жидкой среде.

 

 

Клетка хламидомонады

 

 

Снаружи клетка покрыта прочной бесцветной пектиновой оболочкой. С зауженного конца клетки видна пара одинаковых по длине жгутика, участвующих в передвижении микроорганизма.

 

Внутри у водоросли расположилась цитоплазма с крупным хроматофором (хлоропластом) зеленого цвета. В его нижней части находится пиреноид, который содержит белок и зерна крахмала.

 

В верхней части хлоропласта расположен красный глазок, насыщенный каротином. В углублении хлоропласта размещено крупное гаплоидное ядро с ядрышком. Впереди у основания жгутиков проглядываются две пульсирующие вакуоли, удаляющие излишки жидкости.

 

 

Жгутики хламидомонады

 

 

Эти водоросли обладают уникальной способностью передвигаться. Передвижению способствуют два жгутика. Благодаря им низшие растения двигаются в сторону света для обеспечения хлоропласта энергией для фотосинтеза. Это явление носит название «положительный фототропизм». Жгутики прикреплены к клеточной мембране.

 

 

Ядро хламидомонады

 

 

В ядре низшего растения содержится генетический материал, в котором собрана вся наследственная информация клетки. Также оно регулирует все основные процессы жизнедеятельности микроорганизма. Ведет контроль над тем как питается, размножается и дышит организм.

 

 

Питание хламидомонады

 

 

Клетка-водоросль как все растения способна к фотосинтезу, и способна к питанию органическими веществами, поглощая их извне.  Для этого она использует ионные каналы. Именно по ним происходит поступление определенных продуктов, а также их выведение.

 

Тип питания водоросли зависит, в первую очередь, от освещения. Большинство видов хламидомонад относятся к облигаторным фототрофам. Остальные, умеющие расти в темноте за счет углерода ацетата, являются факультативными гетеротрофами.

Питание водоросли происходит двумя различными способами:

  • Автотрофным, когда организму предостаточно освещения и в ходе фотосинтеза водоросль поглощает солнечную энергию.
  • Гетеротрофным, когда света не достаточно и через стенку хламидомонада всасывает растворившиеся в воде органические вещества.

 

 

 

Размножение хламидомонады

 

 

Наиболее распространенный вид размножения водоросли – бесполый. Он носит название агамогенез. Половой процесс называется конъюгацией.

Существует два типа размножения Chlamydomonas:

  • Половое размножение, при котором водоросли соединяются по двое и впадают в состояние покоя на некоторое время.
  • Бесполое жгутиковое размножение, при котором ядро клетки делится на другие клетки. Этот вид размножения быстрый и простой. Уже через сутки «новые» клетки готовы к размножению.

Бесполое размножение происходит несколько раз в сезон при благоприятных условиях. В таком размножении участвуют зооспоры.

Половое размножение один раз в сезон при неблагоприятных условиях. Такой тип размножения происходит при помощи гамет.

 

 

Деление клетки хламидомонады

 

 

При бесполом размножении клетка теряет жгутики. В ней происходит деление, в результате которого образуются споры, дающие молодые хламидомонады.

При половом размножении в женской клетке образуются гаметы. Затем в воде они сливаются в пары, образуя зиготу. Она покрывается защитной оболочкой и переходит в состояние «сна». Через некоторое время зигота выходит из оболочки и делится с образованием новых клеток.

 

 

Споры хламидомонады

 

 

Организм хламидомонады гаплоидный. Только в благоприятных условиях водоросль размножается спорами. Они называются зооспорами.

Клетка останавливается, теряет жгутики, делится митозом. Под оболочкой клетки образуются четыре или восемь гаплоидных спор. Оболочка разрывается, и зооспоры выходят в воду. После этого они прорастают во взрослый организм.

 

 

Хромосомный набор гамет хламидомонады

 

 

У водоросли Chlamydomonas преобладающим поколением является гаметофит. Взрослая особь имеет гаплоидный набор хромосом. В гаметах также гаплоидный набор хромосом. Они образуются из клеток хламидомонады с гаплоидным набором хромосом путем митоза.

 

 

Жизненный цикл и развитие хламидомонады

 

 

Жизненный цикл данной водоросли чередуется гаплоидной и диплоидной фазами. При помощи гаплоидных клеток происходит половое размножение. После объединения гаплоидных гамет образуется диплоидная зигота. В ней содержится два набора хромосом.

 

Цикл развития водоросли проходит по двум разным направлениям:

  • При хороших условиях процесс размножения протекает быстро с помощью спор.
  • В плохих условиях активизируется половой процесс, где начинается образование гамет. Их слияние образует зиготу, которая способна пережить неблагоприятное время. После чего разделится мейозом и образует четыре молодые особи.

 

Водоросль при наступлении неблагоприятных условий переходит в состояние, которое называется пальмеллевидным. Эта фаза наступает при недостатке влаги. У водоросли приостанавливаются процессы жизнедеятельности. Микроорганизм теряет жгутики, выделяет обильную слизь и начинает делиться. В этой стадии водоросль способна переждать неблагоприятные условия. Эта фаза носит временный характер.

 

 

Значение хламидомонады в природе и жизни человека

 

 

Chlamydomonas оказывает огромную пользу планете, являясь санитаром водоемов. Микроорганизм очищает воду, впитывая растворенные в ней органические вещества. Кроме того, водоросль насыщает воду кислородом. Организм борется с токсичными веществами, поглощая и растворяя их. Но большое количество хламидомонады не самым благоприятным образом сказывается на жизнедеятельности рыб и другой растительности.

 

Хламидомонаду используют в лабораторных исследованиях. На очистных станциях водоросль разводят для очистки воды и обогащения ее кислородом.

 

Культуру хламидомонады легко поддерживать в лабораторных условиях. Поэтому водоросль активно используется для изучения генетики и многих других задач.

В домашних условиях эта водоросль наносит вред. Если хламидомонада попадет в аквариум, то быстро начнет размножаться. Эта среда для нее будет благоприятной. Вследствие чего, микроорганизм испортит внешний вид воды, придав ей характерную зелено-желтую окраску.

 

В водоемах можно встретить схожие с хламидомонадой по строению и другим функциям водоросли. Но как бы ни было велико сходство, хламидомонада уникальный представитель своего класса, который умеет перемещаться, размножаться половым путем и питаться органическими веществами.

 

Подведя итог, можно отметить, что пользы от хламидомонады намного больше, чем вреда. Этот низший организм уникальный и очень интересный. Несмотря на свой микроскопический размер, эта водоросль имеет весомое значение для всей планеты и жизни человечества.

Click to rate this post!
[Total: 1 Average: 5]

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Яндекс.Метрика Adblock
detector