Строение хроматофоров водорослей и бактерий
Хроматофоры (носители окраски) — этим именем можно назвать все окрашенные тела, заключающиеся в клетках растений, но специально им называются таковые, заключающиеся в клетках водорослей, в отличие от хлорофилльных зерен и хромопластов, заключающихся в клетках высших растений.
В то время как у последних носители хлорофилла имеют постоянную форму, у водорослей форма разнообразна (см. рис. 1); в этой группе встречается большое разнообразие видов пигментов, причем самый совершенный представляют зеленые зерна, которые, начиная со мхов, мы встречаем у всех высших растений. Только хроматофор зеленых водорослей содержат лишь один хлорофилл, у всех незеленых находится еще какой-либо фикохром, и по цвету бурые хроматофоры называются меланофоры или феофоры (феопласты), красные — эритрофоры (родопласты) и т. д.
Все водоросли, за исключением сине-зеленых, хроматофор которых представляет спорный вопрос, имеют резко оформленные хроматофоры; как хлорофилл, так и фикохромы (смесь этих 2-х пигментов в хроматофоре называется хромофиллом) никогда не распределены равномерно по всей плазме.
Простейшие водоросли (зеленые, диатомовые и т. д.) содержат хроматофор, имеющие вид пластинок, заключающихся в плазме клеток. Пластинки эти иногда цельные, с цельными краями, напр. у близкого к спирогире мезокарпуса. У других края с вырезками острыми или тупыми, волнистые, завитые и т. д. Хроматофоры часто бывают продырявлены, так что имеют вид сетки, иногда вырезки их развиты настолько, что они принимают расчлененную форму, причем хроматофор дробится.
У многих водорослей пластинка хроматофора облегает часть внутреннем стенки клетки, причем облегает или почти всю стенку, наподобие кольца или пояска. У некоторых водорослей, напр. у спирогиры, хроматофор в виде ленты, облегающей цилиндрическую клетку по спирали; таких лент одна или несколько.
У сфероплеи в клетке — несколько кольцевидных хроматофоров. Один или несколько пластинчатых хроматофоров с вырезками находится у многих диатомей и т. д. У некоторых кладофор продырявленная пластинка дает выросты внутрь клетки, образующие там сеть. Могут присутствовать выросты пластинки, причем хроматофор с выростами может иметь звездчатую форму, а иногда двойную.
У шаровидных клеток (хламидомонады) хроматофор, окружающий клетку бывает сильно утолщен, так что сам принимает почти полную форму шара.
У всех высших водорослей (харовые) хроматофоры состоят из многих находящихся в каждой клетке мелких округлых или неправильной формы тел.
1-3 Чашевидный (простой, двух- и многолопостной);
10-звездчатые; 11,12 -пластинчатый осевой
Как все хлоропласты, хроматофоры никогда не образуются в клетках вновь, а происходят через деление, которое происходит при помощи перетяжек, разделяющих его на две и более равных или неравных частей. Основа хроматофора бесцветная, плазматическая и окрашенное вещество расположено в ней лишь участками. Отношение окрашенного вещества к основе, тонкое строение ее и т. д. окончательно еще не выяснены и представляют вопросы спорные и крайне трудные. У многих водорослей, за исключением харовых, большинства красных, некоторых зеленых и т. д., находятся в хроматофорах особые бесцветные, большей частью сильно преломляющие свет тела, так называемые пиреноиды. Состоят они из вещества, по своим реакциям подобного веществу ядра — хроматину, особенно же веществу ядрышка. Они делятся, так же как и хроматофоры, через перетяжку. Эти тела окружены крахмальными зернами у тех водорослей, у которых последний находится. Крахмал у водорослей образуется из хроматофоров приблизительно так же, как и из хлорофилльных зерен.
Все клетки водорослей обладают хроматофорами, в бесцветных они лишь бесцветны или слабо окрашены; в тех клетках, которые вследствие физиологического приспособления становятся бесцветными (волоски, части мужского полового аппарата и т. д.), хроматофоры обесцвечиваются и разрушаются.
Рис. 2. Комбинированное схематическое изображение прокариотической (бактериальной) клетки со жгутиками схематично представленными в правой части рисунка, дополнительные мембранные структуры, имеющиеся у фототрофных и нефототрофных бактерий, — в средней части, а включения запасных веществ – в левой части. Для большей наглядности показаны лишь немногие рибосомы, особенно в левой части схемы. 1 – гранулы полиоксимасляной кислоты; 2 – жировые капельки; 3 – включения серы; 4 – трубчатые тилакоиды; 5 – пластинчатые тилакоиды; 6 – пузырьки; 7 – хроматофоры; 8 – ядро (нуклеоид); 9 – рибосомы; 10 – цитоплазма; 11 – базальное тельце; 12 – жгутики; 13 – капсула; 14 — клеточная стенка; 15 — цитоплазматическая мембрана; 16 – мезосома; 17 – газовые вакуоли; 18 – ламеллярные структуры; 19 – гранулы полисахарида; 20 – гранулы полифосфата (Шлегель Г., 1987).
Цианобактерии – группа фотосинтетических организмов, составляющих группу первичных продуцентов как в наземных, так и в водных экосистемах. Устаревшее название – сине-зеленые водоросли. По строению клетки цианобактерии – типичные прокариоты с фотосинтетическими мембранами, собранными в тилакоиды. В них располагается хлорофилл а, как у зеленых растений, но отсутствует хлорофилл b. В качестве дополнительного пигмента присутствуют фикобилины.
Источник
Водоросли. Одноклеточные и многоклеточные водоросли.
Водоросли растут в морях, озерах, реках и стоячих водах. Тело водорослей не имеет тканей и органов и называется талломом, или слоевищем. По строению и форме водоросли бывают: одноклеточные со жгутиками или без них, колониальные и многоклеточные (рис. 1).
Размножение водорослей
Водоросли размножаются вегетативным, бесполым и половым путями. При вегетативном размножении одноклеточных водорослей клетка делится на две части. Талломы многоклеточных водорослей делятся на несколько частей.
При бесполом размножении образуются споры со жгутиками или без них. Из спор вырастают взрослые водоросли.
При половом размножении созревшие мужские и женские половые клетки (гаметы) соединяются, образуя зиготу. Она делится па части, и образуются новые водоросли.
Одноклеточные водоросли
Хлоропласты водорослей называют хроматофорами. Хотя все водоросли содержат хлорофилл, не все они зеленые. Видимый цвет у хроматофор разный. В систематике принято выделять отделы зеленых, бурых, красных, диатомовых водорослей.
Клетки зеленых водорослей накапливают крахмал, образовавшийся в процессе фотосинтеза. Зеленые водоросли обитают и в пресной, и в соленой воде. Они лучше всего улавливают не рассеянный свет, поэтому живут на небольшой глубине. Одноклеточные зеленые водоросли — обязательный компонент планктона.
Типичной для одноклеточных является хламидомонада. Хламидомонады обитают в стоячей воде. Их чашевидный хроматофор зеленого цвета, также у них есть красный светочувствительный глазок и два хорошо развитых жгутика (рис. 2).
Под действием солнечных лучей водоросли всей поверхностью тела поглощают минеральные соли воды и углекислый газ и образуют органические вещества, которыми питаются. Вместе с тем они выделяют кислород и дышат им.
Летом при благоприятных условиях хламидомонада размножается делением. Перед делением она перестает двигаться и теряет жгутики. Из материнской клетки освобождаются 2-4, а иногда и 8 клеток. Эти клетки в свою очередь делятся. Таков бесполый способ размножения хламидомонады (рис.3 А).
При наступлении неблагоприятных для жизни условий (похолодание, пересыхание водоема) внутри хламидомонады возникают гаметы (половые клетки). Гаметы выходят в воду и соединяются попарно. При этом образуется зигота, которая покрывается толстой оболочкой и зимует. Весной зигота делится. В результате деления образуется четыре клетки — молодые хламидомонады. Это половой способ размножения (рис.3 Б).
Хлорелла также относится к одноклеточным зеленым водорослям. В отличие от хламидомонады у нее нет жгутиков, помогающих быстро передвигаться, и красного глазка (рис.4).
Еще одно отличие хлореллы состоит в том, что она размножается только бесполым путем: цитоплазма в клетке делится на несколько частей, и в каждой из них образуются споры без жгутиков. Каждая спора вырастает во взрослую хлореллу. Образовавшаяся хлорелла уже через сутки может размножаться сама. Способность хлореллы быстро размножаться имеет широкое применение (рис.5).
Многоклеточные зеленые водоросли.
Кроме одноклеточных водорослей в водоемах обитают и многоклеточные представители. В зависимости от пигмента они подразделяются на зеленые, бурые и красные.
Одним из представителей зеленых водорослей является — спирогира (рис. 4). Эта нитчатая водоросль состоит из одного ряда удлиненных клеток. Вместе с другими водорослями она придает воде зеленый оттенок. На ощупь она шелковистая, слизистая и мягкая. Удлиненные клетки в нитях расположены в один ряд. Их хроматофоры в виде одной или нескольких лент расположены спирально. Спирогира размножается вегетативно — разрывом нити. Для них характерно и половое размножение — слияние целых клеток.
Другой представитель многоклеточных нитевидных водорослей — улотрикс. Он растет на дне проточных вод, закрепившись на субстрате. В отличие от спирогиры его зеленые хроматофоры имеют форму широкого браслета. При бесполом размножении улотрикс образует жгутиковые зооспоры. При половом размножении происходит слияние гамет с образованием зиготы. После деления из зиготы образуются безжгутиковые споры, которые дают начало новым водорослям (рис.5).
Водоросли — низшие растения, их тело — таллом, или слоевище, не разделяется на ткани и органы. Они размножаются вегетативно (кусочками тела), бесполым (спорами со жгутиками) и половым (гаметами) путями.
Все водоросли содержат хлорофилл в хроматофоре. В систематике выделяют бурые, красные, диатомовые и зеленые водоросли. К одноклеточным зеленым относится хлорелла (только бесполое размножение), хламидомонада (чашеобразный хроматофор).
Многоклеточные — спирогира (спиральный хроматофор, не прикреплен), улотрикс (прикреплен ко дну ризоидами, хроматофор в виде широкого браслета).
Морские красные и бурые водоросли. Значение водорослей.
Источник