Жизнедеятельность хламидомонады: строение клетки, где живет, тип питания

Водоросли не имеют стеблей, листьев, корней и относятся к низшим растениям. Наиболее простым по своему строению и функциям представителем одноклеточных водорослей является хламидомонада. Ее название переводится с древнегреческого языка как «покрытый одеянием простейший организм».

Хламидомонада – описание

Она представляет собой примитивный организм, который по биологической классификации относится к:

• домену – эукариоты;
• царству – растения;
• отделу – зеленые водоросли;
• классу – хлорофициевые;
• порядку – хламидомонадовые;
• семейству – хламидомонадовые;
• роду – хламидомонада.

Характеристика водоросли

Большинство видов обитает в мелких и хорошо прогреваемых солнцах водоемах с пресной водой. Именно скопление этих водорослей и придает ей зеленый цвет.

Клетки хламидомонад имеют достаточно большие размеры и поэтому их можно увидеть даже при помощи обычного школьного светового микроскопа.

Водоросли этого рода хорошо поглощают растворенные в воде органические соединения. Поэтому их широко используют для очистки сточных вод. Также их применяют и для оценки содержания в воде токсинов.

В генетических и биологических лабораториях хламидомонада нередко выступает в качестве объекта исследования, так как поддерживать ее клеточную культуру сравнительно несложно.

Строение

Снаружи клетка хламидомонады покрыта достаточно прочной клеточной стенкой, состоящей из гликопротеинов – сложных двухкомпонентных белков, в которых белковая часть соединяется с углеводной при помощи одной или нескольких ковалентных связей. Эта особенность строения и отличает клеточные стенки зеленых водорослей от клеточных оболочек высших растений, состоящих из целлюлозы.

Клетки хламидомонад имеют округлую с одной и слегка зауженную с другой стороны форму. С зауженного конца имеются два жгутика. За счет их вращения водоросль получает возможность передвижения. Этот признак делает похожим организм хламидомонады, относящейся к царству растений, на животный организм.

Внутри цитоплазмы располагаются органеллы:

1. Светочувствительный глазок. Это образование выполняет функции фоторецептора. Хламидомонада всегда движется по направлению к свету, необходимому ей для фотосинтеза. И светочувствительный глазок помогает клетке определять, какая часть водоема лучше освещена. В природе данное явление получило название положительного фототаксиса.
2. Сократительные вакуоли. В клетках хламидии их две. Через них из цитоплазмы удаляются избытки воды. Это позволяет регулировать внутриклеточное давление, предупреждает разбухание клетки и повреждение ее оболочки.
3. Хроматофор. Имеет вид большой чаши и занимает почти все внутреннее пространство клетки. Его функциями являются осуществление процессов фотосинтеза и накопление запасов органических питательных веществ, основная часть состава которых представлена крахмалом.
4. Ядро. В нем содержится генетический материал клетки.

Жизненный цикл

В зависимости от условий внешней среды размножение хламидомонад происходит половым или бесполым способом.

Бесполое размножение происходит обычно летом в вечерние и ночные часы. Материнская клетка теряет жгутики, а внутри ее начинается митотическое деление ядра, приводящее к образованию 4 зооспор. Они образуют собственные жгутики. После этого клеточная оболочка разрывается и молодые организмы выходят в окружающую среду. В данном случае материнское растение выступает в роли зооспорангия.

К половому размножению данный род водорослей обычно прибегает при неблагоприятных условиях.

В ядре взрослой хламидомонады содержится гаплоидный, то есть одинарный набор хромосом. Путем митотического деления клетка образует множество гамет со жгутиками, которые также имеют гаплоидный набор хромосом. Затем клеточная оболочка разрушается, и они выходят в окружающую среду.

Если происходит встреча двух примерно одинаковых по размеру гамет, то они сливаются между собой (изогамия). При этом происходит образование зиготы с диплоидным хромосомным набором. Вокруг нее появляется плотная оболочка, позволяющая ей пережить зимние холода.

В благоприятных условиях жизнедеятельность зиготы восстанавливается. Это характеризуется делением ее ядра путей мейоза. В результате образуются 4 клетки с гаплоидным набором хромосом, в дальнейшем вырастающие в зрелые хламидомонады.

Важной характеристикой хламидомонад является то, что большую часть жизни у них преобладает гаплоидная стадия. И только зигота является диплоидной, что и отличает данный род водорослей от большинства других растений.

При пересыхании водоема у хламидомонады исчезают жгутики, а клеточная оболочка покрывается студенистой слизью. Митотическое деление ядра осуществляется в данном случае без образования подвижных зооспор или гамет. Образовавшиеся молодые клетки также ослизняются.

Это приводит к образованию большой группы зеленых неподвижных клеток, покрытых студенистым веществом. В развитии хламидомонады данная стадия получила название пальмеллевидного состояния.

Питание

Для хламидомонады характерны для способа питания. 

1. Автотрофный. Протекает на свету и связан с процессами фотосинтеза, протекающего в клетках хроматофора.
2. Гетеротрофный. В темное время суток фотосинтез становится невозможным, и представители этого рода водорослей начинают поглощать из окружающей среды органические вещества.

Видовое разнообразие

Род хламидомонад включает в себя свыше 500 видов. Среди них на территории стран СНГ встречается примерно 100 видов. Наиболее распространенными среди них являются хламидомонады неподвижная, плотная, Акимовой, угловая, шаровидная.