ОДНОКЛІТИННІ ВОДОРОСТІ

Тема 2. ОДНОКЛІТИННІ ОРГАНІЗМИ. ПЕРЕХІД ДО БАГАТОКЛІТИННОСТІ

§17. ОДНОКЛІТИННІ ВОДОРОСТІ

Мова піде про організми, які живляться як рослини, але складаються лише з однієї клітини.

Що являють собою спори? Чий відрізняються синьо-зелені водорості від зелених?

Евглена. Серед одноклітинних фотосинтезуючих еукаріот найбільш схожою на одноклітинні твариноподібні організми здається евглена. Клітини евглени поодинокі й рухливі. В процесі руху евглени можуть змінювати форму – витягуватися, скорочуватися, вигинатися.

 ОДНОКЛІТИННІ ВОДОРОСТІ class=""/>

Мал. 46. Будова клітини евглени

В центрі клітини знаходиться велике добре помітне ядро (мал. 46). В цитоплазмі також чітко розрівняється від одного до кількох зелених хлоропластів: за їх допомогою на світлі евглена здійснює фотосинтез. В темряві евглена здатна переходити до гетеротрофного живлення, поглинаючи всією поверхнею клітини розчинені у воді органічні речовини.

Рух відбувається за допомогою довгою джгутика, який виходить із заглибини – глотки. У глотці у евглени є

ще один, потовщений при основі, короткий джгутик, який, на відміну від довгого, не виходить назовні. Біля цього джгутика в цитоплазмі розташовано велике червоне вічко. Разом з джгутиковим потовщенням вічко утворює систему, завдяки якій евглена визначає напрям падіння світла й обирає маршрут свого руху.

До глотки прилягає кілька, скоротливих вакуолей, які виплескують у неї зайву воду, що постійно надходить у клітину через м’який клітинний покрив. Таким чином, глотка не лише не приймає участі у живленні, а навпаки, здійснює функцію виділення, оскільки а водою за допомогою скоротливих вакуоль клітина позбавляється шкідливих продуктів життєдіяльності.

Розмножується евглена поздовжнім поділом клітини навпіл у рухливому стані.

Евглени мешкають у прісних стоячих або слабко проточних водоймах. Споживаючи розчинену органічну речовину, евглени разом з іншими одноклітинними еукаріотами беруть участь у процесах самоочищення води.

Хламідомонада належить до зелених водоростей. Наявністю джгутиків та зеленого хлоропласту вона нагадує евглену. Проте наявність клітинної оболонки, яка забезпечує сталу форму клітини, надає хламідомонаді схожості з рослинною клітиною (мал. 47).

 ОДНОКЛІТИННІ ВОДОРОСТІ

Мал. 47. Будова клітини хламідомонади під оптичним мікроскопом

Більшу частину цитоплазми займає зелений хлоропласт, на дні якого навколо великого округлого тільця відкладається запасний вуглевод – крохмаль. Він утворюється з глюкози, яку виробляє хлоропласт у процесі фотосинтезу. В хлоропласті добре розрізняється невеличка червона цятка – це вічко. Воно допомагає клітині визначати напрямок надходження світла і, як наслідок, обирати “маршрут” руху. Під електронним мікроскопом в клітині хламідомонади розрізняються й інші характерні для еукаріот органели.

Хламідомонада найчастіше розмножується за допомогою рухливих спор (мал. 48). Вони утворюються внаслідок поділів материнської клітини. Клітинна оболонка в цих поділах участі не бере. Після розриву оболонки материнської клітини спори звільняються, і кожна стає самостійним організмом.

Розмноження рухливними спорами є одним з прикладів нестатевого розмноження. Нестатеве розмноження – це розмноження, яке відбувається без статевого процесу, а отже, без обміну спадковою інформацією між клітинами. Спеціалізовані клітини нестатевого розмноження – це спори.

За несприятливих умов у навколишньому середовищі у хламідомонади відбувається статевий процес (мал. 49). Чоловіча і жіноча клітини у хламідомонади утворюються так само, як і спори, і за зовнішнім виглядом між собою не відрізняються. Перед злиттям вони скидають клітинні оболонки, з’єднуються передніми кінцями, і їх цитоплазми зливаються. Далі зливаються їхні ядра.

У результаті утворюється клітина, яку називають зиготою. Після цього зигота вкривається товстою оболонкою і у такому стані переживає несприятливі умови. Під час періоду спокою в зиготі відбувається обмін ділянками ДНК, отриманими від чоловічої та жіночої клітин. По завершенні стану спокою зигота ділиться й утворює чотири нові клітини.

Зигота – це клітина, яка утворилася в результаті злиття цитоплазм і ядер чоловічої та жіночої статевих клітин.

 ОДНОКЛІТИННІ ВОДОРОСТІ

Рухливі спори, що утворились із зиготи

Мал. 48. Схема нестатевого (червоні стрілки) і статевого (сині стрілки) розмноження хламідомонади

Статеве розмноження – це розмноження, при якому кількість особин одного виду збільшується внаслідок статевого процесу, який, в свою чергу, забезпечує обмін спадковою інформацією між батьківськими клітинами.

Влітку хламідомонади у великій кількості можна знайти майже в кожній калюжі.

Хлорела є також прикладом одноклітинних зелених, проте нерухомих водоростей. Вона мешкає переважно у наземних умовах: на вологому грунті, вогких стінах, а також як симбіонт у тілі водних організмів.

Клітини хлорели поодинокі, кулясті, з тонкою, але дуже міцною клітинною оболонкою. Завдяки клітинній оболонці хлорели, які стали здобиччю грунтових тварин, проходять неушкодженими через травну систему і далі продовжують успішно рости та розмножуватись. У кожній клітині наявний один великий зелений хлоропласт, у якому відкладається крохмаль (мал. 49). Розмноження хлорели відбувається виключно нестатевим шляхом: за допомогою нерухомих спор.

Хлорела неодноразово побувала у космосі – на ній вивчався вплив невагомості на процеси клітинного поділу. В багатьох країнах хлорелу на спеціальних фабриках штучно вирощують для отримання вітамінів та виготовлення харчових домішок, і при цьому “годують” вуглекислим газом викидів промислових підприємств, здійснюючи тим самим біологічне очищення повітря.

 ОДНОКЛІТИННІ ВОДОРОСТІ

Мал. 49. Хлорела: а – схема розмноження; б – під електронним мікроскопом;

1 – хлоропласт; 2 – крохмаль

Діатомові водорості – це велика група одноклітинних прісноводних та морських водоростей, хлоропласти яких мають коричневе забарвлення. Клітини діатомових водоростей усе своє життя проводять у “скляному будинку” – кремнеземовому панцирі. Панцир нагадує коробку, накриту кришкою. Через його численні правильно розташовані отвори здійснюються всі процеси обміну із зовнішнім середовищем – поглинання води та вуглекислого газу, виділення кисню та інших продуктів життєдіяльності. Розмножуються діатомові водорості поздовжнім поділом клітини навпіл, а також їм притаманний статевий процес.

У прісних водоймах найпоширенішою діатомовою водорістю є навікула (мал. 50). Її клітини нагадують човник, вздовж бортів якого лежать дві коричневі трубки – хлоропласти. В центрі знаходиться ядро. Клітини навікули здатні активно ковзати по підводних поверхнях, виділяючи через спеціальну структуру панцира – шов – особливі слизові ніжки.

 ОДНОКЛІТИННІ ВОДОРОСТІ

Мал. 50. Діатомова водорість навікула: a – схема будови: 1 – вакуоля, 2-ядро, 3-хлоропласт, 4 – кремнеземовий панцир, 5-система, що забезпечує рух, – шов; б-зображення під оптичним мікроскопом

Найбільше діатомові водорості використовуються природоохоронцями та геологами для оцінки ступеня забруднення вод та визначення віку осадових порід. У виробничій діяльності широке застосування шиють породи діатоміти, що утворені панцирами викопних діатомових водоростей.

ВИСНОВКИ

1. Одноклітинні еукаріоти, які здатні до фотосинтезу, належать до водоростей.

2. Одноклітинні водорості відрізняються забарвленням, будовою клітин, рухливістю, способами розмноження.

ТЕРМІНИ І ПОНЯТТЯ, ЯКІ ПОТРІБНО ЗАСВОЇТИ

Нестатеве розмноження, спора, зигота, статеве розмноження.

КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ

1. Який спосіб живлення характерний для евглени, хламідомонади та хлорели?

2. Які способи розмноження зустрічаються у одноклітинних водоростей?

3. Які одноклітинні водорості є рухливими, а які самостійно рухатися не можуть?

ЗАВДАННЯ

Заповніть таблицю в зошиті, поставивши проти вказаної ознаки “так” або “ні” у стовпчиках, що стосуються відповідних організмів.

Ознаки

Ознака

Евглена

Хламідомонада

Хлорела

1

Мав хлоропласти

3

Мав глотку

4

Активно рухається

5

Мав джгутики

7

Є автотрофом

8

Живиться завдяки фагоцитозу

9

Мав ядро

Як в еукаріот з’явився фотосинтез?

Фотосинтез з виділенням кисню винайшли ціанопрокаріоти. Перші еукаріоти – одноклітинні твариноподібні організми – винайшли фагоцитоз і почали їсти всіх, у тому числі й ціанопрокаріот. Але деякі з них, з’ївши ціанопрокаріот, не перетравили їх, а зробили внутрішньоклітинними симбіонтами. Вони змусили їх годувати себе, згодом перетворивши на хлоропласт (мал. 51). Найближчі нащадки цих “хитрунів” – зелені та червоні водорості.

Проте й самі “хитруни” неодноразово ставали полоненими інших одноклітинних твариноподібних організмів.

 ОДНОКЛІТИННІ ВОДОРОСТІ

Мал. 51. Схема утворення хлоропласт шляхом симбіозу




ОДНОКЛІТИННІ ВОДОРОСТІ