Строение зеленых водорослей

 

• Запасные продукты

 

Основной запасной продукт зелёных водорослей - крахмал, который откладывается внутри хлоропласта, только у дазикладиевых резервные  полисахариды встречаются в цитоплазме. Наличие крахмала в хлоропластах зелёных водорослей можно определить с помощью раствора йод — калий йод, который окрашивает крахмал в тёмно-сине-чёрный цвет. Крахмал зелёных водорослей близок к таковому у высших растений и состоит из амилозы и амилопектина. У других эукариотных водорослей продукты фотосинтеза, крахмал и другие откладываются вне хлоропласта, в цитоплазме; у криптомонад крахмал откладывается в перипластидном пространстве. Помимо глюканов дазикладиевые и кладофоровые могут запасать фруктан. Зелёные водоросли могут накапливать липиды, которые откладываются в виде капель в строме хлоропласта и в цитоплазме.

 

• Сократительные вакуоли

 

Только у  пресноводных монадных и пальмеллоидных представителей имеются сократительные (пульсирующие) вакуоли. Поскольку концентрация солей в клетке выше, чем в водоёме, вода поступает в клетку, и её излишки удаляются сократительными вакуолями. Обычно в клетке содержится две сократительные вакуоли, расположенные у основания жгутиков. Они сокращаются поочерёдно.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Размножение

 

Размножение зелёных  водорослей бывает вегетативным, бесполым и половым.

Вегетативное  размножение у одноклеточных, лишённых оболочки, происходит делением клетки пополам (например, Dunaliella), у колониальных и многоклеточных — фрагментами таллома, у харовых — специальными ризоидальными и стеблевыми клубеньками.

Бесполое размножение у зелёных водорослей представлено широко. При бесполом рамножении формирующиеся зооспоры могут быть голыми или покрытыми жёсткой клеточной стенкой. Покрытие из чешуек такое, как у многих празинофициевых подвижных репродуктивных клеток, многих ульвофициевых и харофитовых, — редко встречается у репродуктивных клеток хлорофициевых. Зооспоры после периода движения останавливаются, теряют свои жгутики, округляются (в случае голых зооспор) и развиваются в вегетативные особи. Апланоспоры (неподвижные споры) — споры бесполого размножения, у которых отстуствуют жгутики, но имеются сократительные вакуоли. Апланоспоры рассматривают как клетки, у которых приостановлено дальнейшее развитие в зооспоры. У автоспор, которые представляют собой уменьшенные копии неподвижных вегетативных клеток, отсутствуют сократительные вакуоли. Образование автоспор коррелирует с завоеванием наземных условий, в которых вода не может всегда присутствовать в достаточном количестве.

Половой процесс  представлен различными формами: хологамия, конъюгация, изогамия, гетерогамия, оогамия.

 

Типы  жизненных циклов

 

Жизненные циклы  зелёных водорослей очень разнообразны. Здесь встречаются всевозможные типы.

У большинства  зелёных водорослей жизненный цикл гаплобионтный с зиготической редукцией. У таких представителей диплоидной стадией является только зигота. Гаплодиплобионтный жизненный цикл со спорической редукцией встречается у ульвовых, кладофоровых и некоторых трентеполиевых. Для этих водорослей характерно чередование диплоидного спорофита и гаплоидного гаметофита. Гаплодиплобионтный жизненный цикл с соматической редукцией известен только у Prasiola. Наличие диплобионтного жизненного цикла у бриопсидовых и дазикладиевых в последние годы подвергают сомнению.

Особенно много  зелёных водорослей развивается весной, когда все камни на литорали бывают покрыты сплошным изумрудным налетом из зелёных водорослей, резко контрастирующим с белым снегом, лежащим на прибрежных камнях. Ворсистый зелёный ковер на камнях образуют развивающиеся нитчатки — улотрикс (Ulothrix) и уроспора (Urospora). Летом часто развивается много кладофоры (Cladophora), нередко она представлена в виде зелёной слизистой массы. На открытом скалистом побережье ярко- зелёные разветвленные кустики образует акросифония (Acrosiphonia).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Некоторые представители.

 

Зеленые водоросли  очень разнообразны по своей организации, среди них одноклеточные формы: хламидомонада, хлорелла; клостериум; колониальные: гидродикцион, педиаструм, сценедесмус и многоклеточные формы: улотрикс, спирогира.

Хламидомонада - зеленая одноклеточная водоросль. Клетки хламидомонады подвижные, двигаются при помощи жгутиков. В клетке располагается чашевидный хлоропласт, ядро, крупная вакуоль с клеточным соком и две мелких сократительных вакуоли. Передвигается хламидомонада к источнику света при помощи красного светочувствительного «глазка» - стигмы.

В течение всего  лета хламидомонада размножается вегетативным способом - делением клетки, при этом клетка останавливается, теряет жгутики. Ядро клетки делится митозом, за этим следует деление самой клетки.

 Наблюдается  также и бесполое размножение  - образование спор. Клетка останавливается,  теряет жгутики и ее содержимое  делится на 4-8 частей, каждая из  которых образует подвижную спору  с двумя жгутиками. Каждая спора дает начало новой особи.

Половое размножение  осуществляется при наступлении  неблагоприятных условий жизни (похолодание, пересыхание водоема). Внутреннее содержимое клетки делится на множество гамет. Они выходят в воду и сливаются  попарно. При этом образуется зигота, которая покрывается плотной оболочкой и зимует. Весной зигота делится мейозом и образует 4 споры, каждая из которых дает начало клетке хламидомонады.

Хлорелла - одноклеточная зеленая водоросль широко распространенная в пресных водах и почве. Клетки шаровидные, неподвижные, мелкие. Хлорелла очень быстро размножается и активно поглощает из окружающей среды вещества, в том числе и органические, поэтому ее применяют при биологической очистке сточных вод. На космических кораблях и подводных лодках хлорелла помогает поддерживать нормальный состав воздуха. Благодаря способности создавать большое количество органического вещества, ее используют для получения кормов.

Улотрикс имеет вид ярко-зеленых нитей, прикрепленных к подводным камням и корягам. Обитает в проточных водах. Нить состоит из коротких клеток с хлоропластом в виде незамкнутого кольца. Нить прикрепляется при помощи нижней клетки - ризоида (она мертвая или заполнена бесцветным содержимым). Нить растет в длину при помощи деления клеток.

 

Размножение улотрикса:

 

- Вегетативное - при помощи участков нити.

- Бесполое осуществляется при помощи подвижных спор. Они образуются в любой клетке нити по 2-4 и, выходя в воду, плавают. Затем споры прикрепляются к какому-либо предмету и из каждой споры образуется новая нить.

- Половое. В половом процессе участвуют две нити. Клетки одной и другой нити образуют множество подвижных гамет. Гаметы выходят в воду и попарно сливаются, так происходит оплодотворение. Образующаяся зигота покрывается толстой оболочкой и может долго находиться в состоянии покоя. При благоприятных условиях зигота делится мейозом, образуя 4 клетки - споры, каждая спора дает начало новой нити улотрикса.

Спирогира - обитатель стоячих и медленно текучих водоемов. Нить состоит из вытянутых цилиндрических клеток. Внутри располагается хлоропласт, имеющий вид спиральной ленты и ядро. Нити покрыты слизью из-за чего скопление нитей спирогиры слизистое на ощупь.

Таллом спирогиры  представляет собой однорядные неветвящиеся нити, состоящие из одинаковых, вытянутых в длину цилиндрических клеток. Клетка покрыта настоящей оболочкой. В постенном слое цитоплазмы расположены спирально закрученные лентовидные хлоропласты. Центральная часть клетки занята большой вакуолью с клеточным соком. Ядро спирогиры очень крупное, расположено в центре клетки, окружено слоем цитоплазмы – цитоплазматический мешочек – и подвешено на цитоплазматических тяжах, соединяющихся с постенным слоем цитоплазмы.

В половом процессе (конъюгации) две нити спирогиры, располагающиеся параллельно друг другу. У каждой пары клеток этих нитей видны цилиндрические выросты, смыкающиеся своими концами и образующие сквозной конъюгационный канал, соединяющий обе конъюгирующие клетки. Так как этот процесс обычно протекает сразу в большинстве клеток нитей, то образуется подобие миниатюрной лестницы, что и послужило основанием для названия этого типа конъюгации – лестничная. В клетках конъюгирующих нитей имеются округлые образования с темноокрашенной оболочкой, это – зиготы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Роль  в природе, хозяйственное значение

 

Зелёные водоросли  широко распространены по всему миру. Большинство из них можно встретить  в пресных водоёмах (представители  харофитов и хлорофициевых), но немало солоноватоводных и морских форм (большинство представителей класса ульвофициевых). Они встречаются в водоёмах различной трофности (от дистрофных до эвтрофных) и с различным содержанием органических веществ (от ксено- до полисапробных), водородных ионов (от щелочных до кислых), при различных температурах (термо-, мезо- и криофильные виды). Среди них есть планктонные, перифитонные и бентосные формы. В группе морских пикопланктонных представителей празинофициевая водоросль Ostreococcus tauri считается самой маленькой эукариотной свободноживущей клеткой. Есть зелёные водоросли, которые приспособились к жизни в почве и наземных местообитаниях. Их можно встретить на коре деревьев, скалах, различных постройках, на поверхности почв и в толще воздуха. Среди них в этих местообитаниях особенно распространены представители родов Trentepohlia и Trebuxia. Массовое развитие микроскопических зелёных водорослей вызывает «цветение» воды, почвы, снега, коры деревьев и т.д. Так, Chlamydomonas nivalis можно обнаружить высоко в горах на снегу, окрашенном в красный цвет. У этого вида хлорофилл маскируется каротиноидными пигментами.

Своеобразную  экологическую группу представляют эндолитофитные водоросли, связанные  с известковым субстратом. Во-первых, это — сверлящие водоросли. Например, водоросли из рода Gomontia сверлят раковины перловиц и беззубок, внедряются в известковый субстрат в пресных водоёмах. Они делают известковый субстрат рыхлым, легко поддающимся различным воздействиям химических и физических факторов. Во-вторых, ряд водорослей в пресных и морских водоёмах способны переводить растворённые в воде соли кальция в нерастворимые и отлагающие их на своих талломах. Ряд тропических зелёных водорослей, в частности Halimeda, откладывает в талломе карбонат кальция. Они принимают активное участие в постройке рифов. Гигантские залежи останков Halimeda, иногда достигающие 50 м в высоту, встречаются в континентальных шельфовых водах, связанных с Большим Барьерным рифом в Австралии и других регионах, на глубине от 12 до 100 м.

Зелёные водоросли (класс требуксиофициевые), вступая  в симбиотические отношения с грибами, входят в состав лишайников. Около 85 % лишайников содержат одноклеточные и нитчатые зелёные водоросли в качестве фитобионта, 10 % лишайников содержат цианобактериальных партнёров и 4 % (и более) содержат цанобактерии и зелёные водоросли. В качестве эндосимбионтов они существуют в клетках простейших, гидр, губок и некоторых плоских червях. Даже хлоропласты отдельных сифоновых водорослей, например Codium, становятся симбионтами для голожаберных моллюсков. Эти животные питаются водорослями, хлоропласты которых остаются жизнеспособными в клетках двхательной полости, причём на свету они очень эффективно фотосинтезируют. Ряд зелёных водорослей развивается на шерсти млекопитающих.

Существуют  паразитические представители зелёных  волорослей, большинство из которых в качестве хозяина имеют высшие растения. Так, Phyllosiphon вызывает пожелтение листьев растения-хозяина. Cephaleuros — облигатный эндофит листьев сотен видов растений, включая кофе, чай и другие. Он вызывает заболевания, известные как «ржавчина». Виды Prototheca могут вызывать заражения человека, крупного рогатого скота и некоторых других животных. У людей они являются причиной кожных заболеваний и изредка — бурситов и перитонитов, у крупного рогатого скота могут быть причиной маститов.

Ряд зелёных  водорослей имеют хозяйственное значение. Их используют как индикаторные организмы в системе мониторинга водных экосистем. Например, Агентство по защите окружающей среды США рекомендует использовать в тестах для пресных вод такие индикаторные организмы, как Selenastrum capricornutum и Scenedesmus subspicatus. Зелёные водоросли находят применение для очистки и доочистки загрязнённых вод, а также как корм в рыбохозяйственных водоёмах. Некоторые виды используются населением ряда стран в пищу. Для этих целей, например, в Японии, специально культивируют Ulva и Enteromorpha. Отдельные виды зелёных водорослей используют в качестве продуцентов физиологически активных веществ. Так, виды рода Haematococcus культивируют в промышленных масштабах для получения каротиноида астаксантина, Botryococcus — для получения липидов. В то же время с «цветением» воды одного из озёр на Тайване, вызванного Botryococcus, связывают гибель рыб.

Виды родов Chlorella и Chlamydomonas — модельные объекты для изучения фотосинтеза в растительных клетках. Гигантские многоядерные талломы Acetabularia, многоклеточные талломы Chara и одноклеточных представителей Dunaliella и Chlamydomonada в генной инженерии используют как объекты для трансформации.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

     Список используемой литературы