1. Моя освіта – реферати, конспекти, доповіді
  2. Біологія
  3. Хламідомонада — будова, цикл розвитку і класифікація

Хламідомонада — будова, цикл розвитку і класифікація

Під хламідомонадою мають на увазі найпростіший одноклітинний організм, зелену водорість овальної або грушоподібної форми, яка вважається одним з найпримітивніших представників рослинного світу, попри досить складний устрій своєї єдиної клітини. Крім того, цей мікроорганізм має колосальне значення для науки, оскільки він застосовується для активного вивчення питань генетики. У природі водорість є санітаром водойм.

Основне поняття

Хламідомонада – представник однойменного класу, порядку, виду і роду, має безпосереднє відношення до водоростевих культур вольвоксного одноклітинного типу. Рослина настільки живуче, що йому практично без різниці, де жити, тому зустріти хламідомонаду можна в будь-якій водоймі, починаючи з теплих топей і закінчуючи гірськими холодними річками. Некомфортним середовищем проживання для одноклітинного організму є солона вода, тому він не розвивається в озерах, морях і океанах, хоча і тут зустрічаються свої винятки з правил, нехай і в невеликій кількості.

Загальні характеристики

Крихітні розміри (до 44 мкм в довжину і 28 мкм в ширину) не перешкоджають швидкому переміщенню мікроорганізму в воді. Навпаки, два джгутика, які буквально угвинчуються в водну товщу, в сукупності з гладкою поверхнею круглого або грушоподібного тіла одноклітинного дозволяють йому активно пересуватися в будь-якому напрямку. Оскільки для нормального розвитку цього мікроорганізму необхідне світло, так як його стигма дуже чутлива до цього джерела живлення і бере активну участь в процесі фотосинтезу, то хламідомонада практично завжди рухається в цю сторону.

Дуже часто водорість плутають з іншим мікроскопічним мешканцем водойм — хлорелою, однак при більш глибокому вивченні обох видів з’ясовується, що вони мають кілька істотних відмінностей. Йдеться про пристрій цих примітивних організмів, яке у хлорели, яка не має полегшують пересування джгутиків, червоного вічка, вакуолей і оболонки, набагато простіше, ніж у хламідомонади. Що стосується останнього виду водоростевих, то його можна охарактеризувати наступними ознаками:

Роль в природі і в житті людини

  • високий рівень активності і рухливості;
  • наявність двох довгих джгутиків, які нерідко виходять за межі тіла мікроорганізму;
  • внутрішньоклітинний чутливий до світла вічко, іменований стигмою;
  • дві скоротливі вакуолі;
  • зооспори, тобто суперечки зі джгутиками;
  • здатність розмножуватися статевим шляхом в разі негативного впливу зовнішнього середовища.

Використання скорочувальних вакуолей дозволяє найпростішому здійснювати регуляцію осмотичного тиску. Реагування вічка на світло обумовлено внутрішнім накопиченням великої кількості гематохрому-червоного пігменту. Процес пересування хламідомонади до сонячних променів, в якому задіяні джгутики, іменується фітотаксисом.

Клітинний хлоропласт займає більшу частину внутрішнього простору, утворюючи якусь подобу м’якої чаші для накопичення крохмалю. Його оболонка складається з глікопротеїнових кислот, багатих гідроксипроліном (нестандартними амінокислотами). Присутні в клітинній стінці рослини також моно – і олігосахариди в розчинному вигляді, а ось целюлоза тут не виявлена.

Будова і харчування

У природі найчастіше зустрічаються хламідомонади злегка витягнутої форми, що нагадує грушу, хоча бувають і круглі екземпляри. За пектиновою оболонкою цього одноклітинного, як і годиться, знаходиться цитоплазма, що розміщує в собі всі основні елементи клітини. Мікроорганізм включає в себе наступні життєзабезпечуючі складові:

  • оболонка або клітинна стінка, якої немає у хлорели і багатьох інших найпростіших;
  • цитоплазма;
  • чашоподібний хроматофор;
  • скоротливі вакуолі, одна з яких знаходиться безпосередньо в цитоплазмі, а інша – в хроматофорі, представляючи собою піреноїд в крохмальної оболонці;
  • стигма;
  • велике ядро і ядерце в ньому;
  • два джгутика, що сприяють пересуванню найпростішого.

Визначальне значення в життєдіяльності хламідомонади грають чутливі фоторецептори (червоні органели або очі), гостро реагують на світло, а також хроматофор, що відповідає за фотосинтез і накопичення крохмалистих частинок, що беруть в щільне кільце кулястий піреноїд, який є сховищем всіх запасів органічних речовин.

Основне призначення подвійний пульсуючої вакуолі, розташованої між джгутиками, зводиться до видалення всіх накопичуються в мікроорганізмі надлишків вологи. Будова хламідомонади не являє собою нічого складного, більш детально ознайомитися з ним допоможе малюнок з будь-якої книги з біології.

Дихання мікроорганізму здійснюється не якимось єдиним органом, а всієї його оболонкою, яка поглинає розчинений у воді кисень. Водночас харчування цього представника відділу зелених водоростей може здійснюватися двома шляхами:

Будова мікроорганізму хламідомонади

Автотрофний, тобто синтез органічних речовин з неорганічних. Простіше кажучи, автотрофне харчування являє собою процес фотосинтезу, участь в якому автоматично ставить мікроорганізм на перший щабель харчової піраміди в біосфері. Особливості світлочутливої хламідомонади такі, що водорість здатна засвоювати до 2% сонячної енергії багато в чому завдяки наявності іонних каналів, здатних миттєво реагувати на світло. Під цими каналами маються на увазі пороутворюючі транспортні білки, здатні враховувати різницю потенціалів, завжди існуючих всередині клітини і за її межами.

Другий тип харчування хламідомонади – гетеротрофний, який здійснюється за допомогою піноцитозу. Цей процес має властивість відбуватися за двома схемами, одна з яких передбачає поглинання клітиною рідини, багатої органічними речовинами, а друга має на увазі харчування вмістом макромолекул.

Примітно, що захоплення частинок, характерний для гетеротрофної схеми харчування, найпростіше здійснює випинанням окремих ділянок свого тіла. Завдяки цій особливості мікроорганізм має властивість відрізнятися від інших видів класу, в результаті чого вчені не можуть до кінця визначитися зі статусом хламідомонади, відносячи її і до тварин, і до рослин.

Розмноження і життєвий цикл

Доросла особина цього одноклітинного мікроорганізму має n-гаплоїдний набір хромосом, розвиваючись з спор аналогічного набору шляхом мітозу. Такий же набір має місце в гаметах, які походять від хломідомонадною клітини за допомогою мітозу. Ця особливість дозволяє найпростішому розмножуватися як безстатевим, так і статевим шляхом, при цьому з двох можливих переважати буде перший варіант.

Процес розмноження хламідомонади представлений в таблиці з наведеними в ній етапами, безпосередньо залежними від обраного способу репродуктивної діяльності.

Безстатевий типСтатевий тип
Дорослий організм припиняє активну діяльність, втрачаючи своїх джгутиківУтворення нових гамет
Тіло одноклітинного збільшується, набуваючи округлу форму, оскільки відбувається внутрішній поділ клітин, чисельність яких може досягати 4-8 окремих особинСформовані гамети виходять назовні, після чого відбувається утворення зигот
Після того як процес дозрівання добігає кінця, материнська оболонка втрачає свою цілісність, випускаючи сформувалися особини назовніУ сформованих організмів починає утворюватися власна захисна клітинна оболонка
У міру дорослішання нових хламідомонад відбувається формування в них зооспор для повторення процесуРозподіл сформувалися зигот відбувається тільки при настанні сприятливих для цього процесу умов
Перший поділ є редукційним, в процесі якого формується 4 зооспори двожгутикового типу, що мають властивість розходитися в різні боки після розриву зиготиУтворюються чотири молоді і самостійні клітини, які згодом можуть вибрати будь-який з можливих двох способів розмноження

Процес відтворення наступного покоління статевим шляхом запускається тільки в тому випадку, якщо хламідомонада потрапляє в несприятливе середовище. Крім того, існує кілька різних видів найпростіших (оогамні, ізогамні, гетерогамні), спосіб розмноження яких також може істотно відрізнятися один від одного. Наприклад, в оогамних мікроорганізмах відбувається формування великої жіночої яйцеклітини і безлічі дрібних чоловічих сперматозоїдів, в результаті чого запліднення здійснюється в межах однієї клітини.

У нормі життєвий цикл хламідомонади відбувається за допомогою спор, причому процес цей протікає дуже швидко. Перезимувала зигота проходить стадію мейозу, для якої характерним є поділ еукаріотичного клітинного ядра зі зменшенням хромосом в два рази і утворенням нових зооспор. З останніх і розвиваються нові особини. Всі етапи їх розвитку, якщо не брати до уваги зигот, є гаплоїдними, тобто здатними зберігати однакове число хромосом в ядрі одноклітинного або у всіх ядрах багатоклітинного організму.

Зона поширення хламідомонади набагато ширше, ніж можна подумати. Ця зелена водорість зустрічається скрізь – у відкритих водоймах, акваріумах, квіткових горщиках, в запліснявілих куточках стін і навіть на снігу. В останньому випадку мова йде про найстійкіших і живучих мікроорганізмах, здатних переносити критично низькі температури і фарбувати поверхню крижаної кірки власним пігментом. Саме тому сніг з поширюються по ньому хламідомонадами часто набуває не тільки зелений, але і жовтий, бурий і навіть червоний відтінок.

Головна умова поширення мікроорганізму-цвітіння води, яке спостерігається при тривалому її застої. Не дивно, що в разі рідкісної її зміни стінки акваріумів, штучних ставків і басейнів починають покриватися зеленим нальотом. Крім того, подібні відкладення спостерігаються у вологому середовищі в разі постійного перебування на сонці. Якщо в природних умовах від хламідомонади одна тільки користь, то в акваріумах і в побуті вона може сприяти поширенню хвороботворних бактерій, будучи для них їжею.

Можна пов’язати появу водоростей в акваріумі з запуском в нього нових жителів, які можуть принести мікроорганізми на собі. Уникнути цього допоможе тижневий карантин, після якого рибок можна сміливо пускати в загальний акваріум. Занадто велика кількість зелених водоростей вважається небезпечним і для природних водойм, які ризикують перетворитися в болотисті ТОПі. В цьому випадку рекомендується проводити регулярну чистку і дезінфекцію води (перекисом водню для акваріума і більш складними сумішами для великих ємностей).

Користь хламідомонади

У цієї медалі є і зворотна сторона, адже мало хто знає, що хламідомонада здатна харчуватися всілякими відходами, тримаючись на поверхні води до повного її очищення і лише потім повертаючись на дно. Саме тому деякі фахівці охоче використовують бактерію для очищення забруднених водойм, стежачи за тим, щоб ситуація не виходила з-під контролю.

Зеленим водоростям можна знайти і інше корисне застосування. Наприклад, практикується їх штучне вирощування в спеціальних лабораторіях для вивчення деяких важливих генетичних питань і визначення ступеня токсичності досліджуваних зразків води.

ПОДІЛИТИСЯ:

Дивіться також:
Периферичні нерви