Как устроена хламидомонада?

Согласно биологической классификации хламидомонада принадлежит к:

• царству Растения;
• отделу Зеленые водоросли;
• Вольвоксовым и одноклеточным водорослям;
• семейству Chlamydomonadaceae;
• роду Хламидомонады.

Хламидомонада распространена повсеместно. Она не требовательна к условиям обитания, интенсивно размножается. Подавляющее большинство представителей этого рода обитают в пресных водах. Чаще всего в мелких и хорошо прогретых водоемах. Некоторые формы одноклеточных водорослей хламидомонад существуют в почве, другие — на поверхности льда и в снежных покровах, окрашивая их.

Это микроскопическое растение обладает типичным для одноклеточных организмов строением. Хламидомонада имеет светочувствительный глазок. Благодаря ему она активно двигается к источнику света в поисках энергии для фотосинтеза. Клетка как бы ввинчивается в воду с помощью движения двух жгутиков.

Хламидомонада и хлорелла: схожие черты и различия

Оба вида существуют в пресных водоемах, а их чашевидный хроматофор способен к фотосинтезу. Размножаются путем образования спор.

Перечислим различия между хлореллой и хламидомонадой:

• Хламидомонада представитель Вольвоксовых, а хлорелла – Протококковых водорослей.
• Хлорелла неподвижна, лишена жгутиков и светочувствительного глазка. Она не перемещается.
• В отличие от хлореллы, в организме хламидомонады есть сократительная вакуоль.
• Зооспоры хламидомонады имеют жгутики, автоспоры хлореллы безжгутиковые.
• Для хлореллы половое размножение не свойственно. Хламидомонада может переходить на размножение с помощью гамет, если условия ее существования неблагоприятны. Это повышает способность организма к выживанию в условиях значительных изменений факторов окружающей среды.

Строение хламидомонады

Типичные представители имеют продолговатую форму, округлая встречается реже. На схематическом рисунке хлорелла напоминает грушу. К вытянутому переднему краю клетки прикрепляются подвижные и равные по длине жгутики, которые позволяют организму двигаться. У основания жгутиков расположены две вакуоли, они выбрасывают излишек воды, продукты жизнедеятельности и регулируют давление.

Внутренняя часть клетки – цитоплазма. В ней расположен хлоропласт больших размеров. Он имеет вид чаши и выполняет важнейшие функции: накапливает крахмал и реализует фотосинтез. В нижней части хлоропласта находится пиреноид – образование, в котором хранится запас питательных веществ. В верхней части клетки расположен фоторецептор, он представлен светочувствительным глазком и представляет собой объединение глобул, содержащих пигмент красного цвета – гематохром. Фоторецептор напоминает очень примитивное «исполнение» глаз высших животных. После того, как он определит в какой стороне находится свет, жгутики начинают биться, и хламидомонада двигается к его источнику – происходит положительный фототаксис.

Пектиновая оболочка не имеет цвета, она прозрачная. Структура клеточной стенки состоит в основном из гликопротеинов. В ней также присутствуют фракции моно- и олигосахаридов.

Таким образом в клетке хламидомонады можно выделить: ядро, жгутики, вакуоли, хроматофор, светочувствительный глазок, клеточную стенку.

Питание водоросли хламидомонады

Тип питания этой водоросли смешанный, хламидомонада зеленая может быть авто- и гетеротрофом. Основная часть нужных ей веществ поступает в организм благодаря фотосинтезу. Как и для всех растений для нее предпочтительнее именно автотрофный способ питания. При интенсивной освещенности этого достаточно: постоянно передвигаясь, хламидомонада ищет оптимальные условия. Если же возникает дефицит света (к примеру, ночью), одноклеточное растение получает дополнительные вещества из внешней среды путем захвата частиц через выпячивание тела. Особенность этих водорослей – наличие ионных каналов, через которые проникают лишь определенные вещества. Таким образом, организм получает питание через клеточную стенку, используя гетеротрофный тип питания.

Современная наука относит хламидомонаду к растениям. Но ее способность к питанию и размножению подобно животным служит основой для споров. Насколько корректно относить ее к царству Растений, а не к Животным?

Особенности размножения хламидомонады

При благоприятных условиях процесс размножения осуществляется при помощи спор. Если же внешняя среда неблагоприятна, хламидомонада использует половой способ размножения.

Бесполый процесс происходит таким образом: взрослый организм останавливается, избавляется от жгутиков. Клетка принимает округлую форму и начинается деление. По его окончании появляются 4 (реже 8) клеток, готовых к автономному жизненному циклу. Клетка избавляется от оболочки, а маленькие одноклеточные водоросли попадают в окружающую среду. Каждая из них уже имеет свою оболочку, жгутики. Клетки поплавают в воде, дорастут до размеров материнской, затем внутри каждой из них произойдет формирование зооспор. Этот способ размножения является преобладающим для этих организмов. Он простой и быстрый: спустя сутки дочерние клетки способны самостоятельно размножаться.

Как говорилось выше, половое размножение начинается при неблагоприятных условиях. Оно более медлительно и представлено изогамией – примитивным способом размножения. В результате множественного деления ядра в материнской клетке возникают гаметы. Их может быть 32 или 64. Каждая из них имеет жгутики, позволяющие ей двигаться. Гаметы внешне похожи друг с другом и не разделяются на женские и мужские. Они покидают материнскую клетку и располагаются в окружающей среде. Слияние двух гамет происходит путем изогамии в том случае, если встречаются две клетки. Происходит формирование зиготы. Вокруг нее образуется защитная оболочка, которая делится при следующем наступлении хороших для организма условий. В результате мейоза формируются четыре гаплоидные клетки, и лишь только зигота является диплоидной. При этом некоторым видам хламидомонад свойственны более совершенные типы размножения.

Сфера обитания

Зеленая хламидомонада использует для дыхания кислород. Она живет как в открытых водоемах, так и на влажных поверхностях, в аквариумах. Водоросль легко переносит низкие температуры, повышенную жесткость воды и кислотность. Высокую жизнеспособность в экстремальных условиях можно считать одной из особенностей хламидомонады. Среда ее обитания не имеет строгих рамок. Хламидомонаду можно встретить в теплых водах, в горных холодных реках, в болотах и лужах. Развиваясь на поверхности льда, она раскрашивает его в разные цвета. Некомфортной средой для хламидомонады является соленая вода, хотя и здесь есть незначительные исключения.

Значение водоросли хламидомонады

Если водоем насыщен хламидомонадами, начинается процесс, который называют «цветением воды». Это говорит о высокой степени загрязненности водоема. А благодаря гетеротрофному питанию хламидомонады могут поглощать органические вещества, устранять токсичные соединения, очищая таким образом окружающую среду. Хламидомонады существенно влияют на экологию, устраняя загрязнения в водоемах. При этом считается, что слишком активное размножение этих водорослей ухудшает условия обитания для других жителей водоема. Присутствие хламидомонад плохо сказывается и на жителях домашних аквариумов.

Зеленую хламидомонаду могут выращивать в рамках научных экспериментов. Ее разводят на очистных станциях, чтобы избавиться от мусора. В лабораторных условиях хламидомонад используют для изучения динамики хлоропластов, генетики образования жгутиков, а также других задач. Этому способствует легкость поддержания клеточной структуры этих водорослей. Как объекты для промышленной культивации в биотехнологиях часто используются Chlamydomonas moewusii и Chlamydomonas reinhardtii. Они выступают модельными объектами физиологических, биохимических, молекулярных исследований.

Хламидомонада – представитель зеленых водорослей, который вызывает исследовательский интерес. Ее название образуется от греческих «chlamydos» и «monados», то есть «плащ» и «простая сущность». Подходящее название для этой удивительной водоросли, которая будто прячет свою сущность под плащом.