Класс Растительные жгутиконосцы (Phytomastigina)
Эвглена зеленая, вольвокс
Растительные жгутиконосцы – морские или пресноводные планктонные организмы. Главная особенность этого класса – автотрофное и миксотрофное (смешанное) питание. Органоиды фотосинтеза называются хроматофорами. У большинства видов имеется органоид световосприятия – стигма. Одно ядро. Как правило, размножаются бесполым способом, у небольшого числа видов – половое размножение. Среди растительных жгутиконосцев встречаются как одиночные, так и колониальные формы.
Класс Растительные жгутиконосцы подразделяется на отряды: 1) Эвгленовые, 2) Вольвоксовые и др.
Отряд Эвгленовые (Euglenida)
Эвглена зеленая (Euglena viridis) (рис. 1) – обитает в пресных водоемах, ведет планктонный образ жизни. Имеет один жгутик, одно ядро, постоянную форму тела вследствие наличия пелликулы. В передней части клетки расположены стигма и сократительная вакуоль, в цитоплазме – хроматофоры и зерна парамила (резервное питательное вещество). Эвглены при наличии освещенности питаются автотрофно, то есть синтезируют органические вещества из углекислого газа и воды с использованием энергии солнечного света. В отсутствии освещенности переходят к гетеротрофному питанию, поглощая готовые органические вещества. Такой способ питания называется миксотрофным (смешанным). Размножение – только бесполое.
Отряд Вольвоксовые (Volvocida)
Растительные жгутиконосцы с 2–4 жгутиками и чашевидным хроматофором. Обитают в морских и пресных водоемах. Имеются как одиночные (хламидомонада), так и колониальные формы (гониум, эвдорина, вольвокс, пандорина) (рис. 2).
Вольвокс (Volvox globator) – пресноводная планктонная колония жгутиконосцев, клетки колонии называются зооидами (рис. 2В). Различают вегетативные и генеративные зооиды, те и другие – гаплоидные. Колония имеет шаровидную форму. Основная масса колонии – студенистое вещество, образующееся в результате ослизнения клеточных стенок. Вегетативные зооиды располагаются по периферии колонии и связаны друг с другом цитоплазматическими мостиками. Генеративные зооиды обуславливают воспроизведение. Весной генеративные зооиды погружаются внутрь материнской колонии, делятся митозом, образуя дочерние колонии. Дочерние колонии после разрушения материнской переходят к самостоятельному существованию. Осенью из генеративных зооидов образуются макрогаметы и микрогаметы. Диплоидная зигота, образовавшаяся в результате копуляции гамет, зимует, весной делится мейозом, из гаплоидных зооидов образуются новые колонии.
Эвглена Зелёная. Описание, особенности, строение и размножение Эвглены Зелёной
Животная клетка произошла от растительной. Это предположение ученых основано на наблюдениях за Эвгленой Зеленой. В этом одноклеточном сочетаются черты животного и растения. Поэтому Эвглена считается переходным этапом и подтверждением теории о единстве всего живого. Согласно этой теории, человек произошел не только от обезьяны, но и от растений. Отодвинем дарвинизм на второй план?
Описание и особенности Эвглены
В существующей классификации Эвглена Зеленая относится к одноклеточным водорослям. Подобно прочим растениям, одноклеточное содержит хлорофилл. Соответственно, в признаки Эвглены Зеленой входит способность к фотосинтезу — преобразованию энергии света в химическую. Это типично для растений. Разглядеть её можно только под микроскопом, который можно приобрести в магазине микроскопов.
Строение Эвглены Зеленой предполагает наличие в клетке 20-ти хлоропластов. Именно в них и сосредоточен хлорофилл. Хлоропласты представляют собой зеленые пластины и бывают только у клеток, имеющих в центре ядро. Питание солнечным светом называется автотрофным. Таковым Эвглена пользуется днем.
Строение Эвглены Зелёной
Стремление одноклеточных к свету называется положительным фототаксисом. Ночью же водоросль гетеротрофна, то есть поглощает органику из воды. Вода должна быть пресной. Соответственно, встречается Эвглена в озерах, прудах, болотах, реках, предпочитая загрязненные. В водоемах с чистой водой водоросль малочисленна или вовсе отсутствует.
Обитая в загрязненных водоемах, Эвглена Зеленая может быть переносчиком трипаносом и лейшмании. Последняя является возбудителем ряда кожных заболеваний. Трипаносомы же провоцируют развитие африканской сонной болезни. Она поражает лимфатическую, нервную систему, приводит к лихорадке.
Любовью к стоячей воде с гнилостными остатками эвглена родственна амебе. Завестись героиня статьи может и в аквариуме. Достаточно на некоторое время забыть о фильтрации, смене воды в нем. При наличии в аквариуме Эвглены, вода зацветает. Поэтому аквариумисты считают одноклеточную водоросль своеобразным паразитом.
Приходится протравливать домашние водоемы химическими средствами, пересаживая при этом рыб в другие емкости. Однако, некоторые аквариумисты рассматривают героиню статьи в качестве корма для мальков. Последние воспринимают Эвглен в качестве животных, подмечая активное движение.
В качестве корма для мальков эвглен размножают в домашних условиях. Не ходить же все время на пруд. Размножаются простейшие быстро в любом блюдце с грязной водой. Главное, не убирать посуду с дневного света. Иначе, приостановится процесс фотосинтеза.
Гетеротрофное питание, к коему Эвглена прибегает ночью, — признак животных. Еще к животным чертам одноклеточного относится:
Учитывая наличие у Зеленой Эвглены признаков как растений, так и животных, ученые спорят о принадлежности героини статьи к определенному царству. Большинство за причисление Эвглены к флоре. Животным одноклеточное считают примерно 15% ученых. Остальные видят в Эвглене промежуточный вид.
Признаки Эвглены Зеленой
У одноклеточного тело веретеновидной формы. У него жесткая оболочка. Длина тела приближена к 0,5 миллиметра. Перед тела Эвглены тупой. Здесь находится красный глазок. Он светочувствительный, позволяет одноклеточному находит «кормовые» места днем. За счет обилия глазков в местах скопления Эвглен, поверхность воды смотрится красноватой, бурой.
Эвглена Зелёная под микроскопом
Еще на переднем конце тела клетки крепится жгутик. У новорожденных особей его может не быть, поскольку клетка делится надвое. Жгутик остается на одной из частей. На второй двигательный орган отрастает со временем. Задний конец тела растение Эвглена Зеленая имеет заостренный. Это помогает водоросли ввинчиваться в воду, улучшает обтекаемость, а значит, и скорость.
Героини статьи свойственна метаболия. Это способность менять форму тела. Хоть зачастую оно веретенообразное, может быть и:
Какой бы формы не была Эвглена, ее жгутик не виден, если клетка живая. От глаз отросток скрыт за счет частоты движения. Человеческий глаз не может уловить его. Способствует тому и малый диаметр жгутика. Рассмотреть его можно под микроскопом.
Строение Эвглены
Если обобщить сказанное в первых главах, Эвглена Зеленая — животное или растений, состоящее из:
С помощью сократительной вакуоли не только происходит выталкивание продуктов обмена веществ, но и дыхание. В их системе схожи Эвглена Зеленая и Амеба. Основа основ клетки — ядро. Оно смещено к заднему концу тела водоросли, подвешено на хроматиновых нитях. Ядро — основа деления, которым размножается Эвглена Зеленая. Класс простейших характеризуется именно таким путем воспроизведения.
Жидкостным наполнением клетки Эвглены является цитоплазма. Ее основа — гиалоплазма. Она состоит из белков, полисахаридов и нуклеиновых кислот. Именно среди них откладываются крахмалоподобные вещества. Компоненты буквально плавают в воде. Этот раствор и есть цитоплазма.
Процентный состав цитоплазмы непостоянен и лишен организации. Зрительно наполнение клетки бесцветно. Окраску Эвглене придает исключительно хлорофилл. Собственно, его скоплениями, ядром и оболочкой цитоплазма ограничена.
Питание
Питание Эвглены Зеленой не только наполовину автотрофное, а на половину гетеротрофное. В цитоплазме клетки накапливается взвесь крахмалоподобного вещества. Это питательный резерв на черный день. Смешенный тип питания именуется учеными миксотрофным. Если Эвглена попадает в скрытые от света водоемы, к примеру, пещерные, постепенно теряет хлорофилл.
Тогда одноклеточная водоросль больше начинает походить именно на простейшее животное, питаясь исключительно органикой. Это еще раз подтверждает возможность родства меж растениями и зверями. При наличии освещения героиня статьи не прибегает к «охоте» и малоподвижна. Зачем махать жгутиком, если пища в виде света сама падает на тебя? Активно двигаться Эвглена начинает исключительно в сумеречных условиях.
Обойтись ночь без еды водоросль не может, поскольку микроскопична. Делать достаточные запасы энергии попросту негде. Накопленное тут же расходуется на процессы жизнедеятельности. Если Эвглена голодает, испытывая как недостаток света, так и нехватку органики в воде, начинает расходовать крахмалоподобную субстанцию. Она называется парамил. Животные также используют откладываемый под кожей жир.
К резервному способу питания простейшее Эвглена Зеленая прибегает, как правило, в цисте. Это твердая оболочка, которую водоросль образует при сжатии. Капсула подобна пузырю. Собственно, понятие «циста» так и переводится с греческого.
Перед цистообразованием водоросль отбрасывает жгутик. Когда неблагоприятные условия сменяются стандартными, циста прорастает. Из капсулы может выйти одна Эвглена, или уже несколько. У каждой отрастает новый жгутик. Днем Эвглены устремляются к хорошо освещенным участкам водоема, держась у поверхности. Ночью одноклеточные распределяются по всей площади пруда или заводи реки.
Органоиды Эвглены Зеленой
Органоидами называют постоянные и специализированные структуры. Таковые есть как в клетках животных, так и растений. Есть альтернативный термин — органеллы.
Органоиды Эвглены Зеленой, по сути, перечислены в главе «Строение». Каждая органелла — жизненно важный элемент клетки, без которого та не сможет:
Органеллы свойственны для эукариотических организмов. У таких обязательно есть ядро и оформленная внешняя мембрана. Эвглена Зеленая подходит под описание. Если обобщить, к органоидам эукариотов относятся: эндоплазматическая сеть, ядро, мембрана, центриоли, митохондрии, рибосомы, лизосомы и аппарат Гольджи. Как видно, набор органоидов Эвглены ограничен. Это указывает на примитивность одноклеточного.
Размножение и продолжительность жизни
Размножение Эвглены Зеленой, как говорилось, начинается с деления ядра. Два новых расходятся по разным сторонам клетки. Потом она начинает делиться в продольном направлении. Поперечное деление не возможно. Линия разрыва Эвглены Зеленой проходит меж двух ядер. Разделенная оболочка как бы замыкается на каждой половинке клетки. Получается две самостоятельных.
Пока происходит продольное деление, на «бесхвостой части» вырастает жгутик. Процесс может происходить не только в воде, но и снеге, на льду. Эвглена терпима к холоду. Поэтому на Урале, Камчатке, островах Арктики встречается цветущий снег. Правда, зачастую он алый или темный. Своеобразным пигментом служат родственницы героини статьи — Красная и Черная Эвглены.
Деление Эвглены Зелёной
Жизнь Эвглены Зеленой, по сути, бесконечная, поскольку одноклеточное размножается делением. Новая клетка — часть старой. Первая при этом продолжает «давать» потомство, сохраняясь сама.
Если говорит о сроке жизни конкретной клетки, сохраняющей целостность, речь о паре дней. Таков век большинства одноклеточных. Их жизнь столь же мала, как и размеры. Кстати, слово «Эвглена» сложено из двух греческих — «эу» и «глене». Первое переводится как «хорошо», а второе — «блестящая точка». В воде водоросль, действительно, поблескивает.
Наряду с другими простейшими, Эвглена Зеленая ходит в школьную программу. Одноклеточную водоросль изучают в 9-м классе. Учителя часто дают детям стандартную версию, согласно которой Эвглена — растение. Вопросы о нем встречаются в ЕГЭ по биологии.
Подготавливаться можно как по учебникам ботаники, так и зоологии. В обоих есть главы, посвященные Эвглене Зеленой. Поэтому некоторые учителя рассказывают детям о двойственности одноклеточного. Особенно часто углубленный курс дают в профильных биохимических классах. Ниже видео об Эвглене Зелёной, которая пугает инфузорий туфелек.
Амеба эвглена зеленая инфузория туфелька: строение и питание
Форма тела эвглены
Для каждого вида эвглен характерна своя особая форма тела; ее определяет пелликула — наружный слой более уплотненной эктоплазмы. Тело эвглены зеленой — Euglena viridis — веретеновидной формы (рис. 7).
Под воздействием механических и иных причин форма тела более или менее видоизменяется — вытягивается, сокращается, округляется, а по устранении воздействия нормальная форма восстанавливается, что связано с эластичностью пелликулы. Некоторые эвглены — Е. acus, Е, spyrogyra, а также жгутиконосец факус, встречающиеся нередко в пробе с эвгленами, не изменяют своей формы тела: их пелликула более твердая. Наряду с формообразовательной ролью пелликула выполняет и функцию защиты организма.
Рис. 7. Эвглена зеленая (увеличение около 1500 раз):
1 — жгутик; 2 — стигма; 3 —5 — выделительная органелла (3 — сократительная вакуоль, 4 — собирательные, или приводящие, вакуоли, 5 — резервуар); 6 — раздвоенное основание жгутика; 7 — хроматофоры; 8 — зерна парамила: 9 — ядро; 10 — пелликула; 11 — эктоплазма: 12 — эндоплазма
Ход работы. Наблюдение над живыми жгутиконосцами при свободном их движении затруднительно. Поэтому следует замедлить их движение: к капле культуры на предметном стекле добавить такой же объем 3%-ной подогретой желатины; жидкость становится вязкой, и движение эвглен замедляется; накрыть покровным стеклом. Под микроскопом при малом увеличении найти в поле зрения несколько эвглен, перевести на большое увеличение и проследить за изменением формы тела одной из них; зарисовать несколько последовательных стадий такого изменения. Изготовленный микропрепарат сохранить для последующих наблюдений.
Органеллы эвглены
Органеллами питания эвглены служат хроматофоры1. Они расположены в разных участках тела (рис. 7) в виде овальных или колбасовидных, иногда кольцеобразных телец, содержащих зеленый пигмент2 — хлорофил. Эта органелла эвглен мало отличается от хроматофоров у водорослей, выполняя одинаковую с ними роль; на свету они синтезируют органическое вещество (углеводы) из углекислоты и воды. Продукт фотосинтезирующей деятельности эвглен — парамил3 — сходен с крахмалом, синтезированным растениями. Парамил в форме многочисленных зерен, расположенных между хроматофорами (иногда внутри хроматофоров), накапливается в протоплазме в качестве запасного питательного вещества. Так протекает автотрофное4 питание эвглены. Помимо этого, она способна в темноте питаться осмотически, всасывая всей поверхностью тела растворенные в воде органические вещества. Поэтому эвглену относят к жгутиконосцам миксотрофным4, т. е. со смешанным типом питания.
Сократительная вакуоль расположена на переднем конце тела, поблизости от основания жгутика и имеет более сложное, чем у амебы, строение (см. рис. 7). Как и у амебы, сократительная вакуоль выполняет две основные функции: осморегуляторную и выделительную, или экскреторную5. Центральное место в ней занимает собственно сократительная, или пульсирующая, вакуоль, пузырек, расширяющийся при наполнении и сокращающийся при удалении содержимого. Сократительная вакуоль окружена мелкими пузырьками — приводящими, или собирательными, вакуолями. Вода из протоплазмы направляется в собирательные вакуоли, оттуда изливается в сократительную вакуоль, из нее по заполнении — в резервуар, а оттуда наружу через канал, соединяющий резервуар с внешней средой.
На переднем конце тела, поблизости от сократительной вакуоли расположено красноватое тельце, представляющее скопление пигментных зерен; это стигма6, глазок, светочувствительная органелла. Стигма обеспечивает возможность ориентировки в пространстве по степени освещенности; с этим связан положительный фототаксис эвглен, выражающийся в том, что они движутся к источнику света (если он не превышает предела допустимой интенсивности).
Ядро — важная составная часть тела эвглены наряду с протоплазмой1, или, точнее, цитоплазмой1 — внеядерной частью протоплазмы. У эвглен ядро шаровидной формы и расположено несколько кзади от середины длины тела.
Ход работы. 1. На изготовленном ранее микропрепарате под микроскопом при большом увеличении отыскать хроматофоры и парамиловые зерна; несколько из них нанести на рисунок с контурным изображением эвглены. 2. Рассмотреть стигму и ядро и отобразить их на том же рисунке. На живом экземпляре хорошо заметно лишь место расположения ядра, так как в кем отсутствуют хроматофоры, и поэтому оно светлее окрашено. По возможности рассмотреть ядро на микропрепаратах, окрашенных уксуснокислым кармином (при большом увеличении микроскопа). 3. Изучить строение и расположение сократительной вакуоли; изобразить ее на том же рисунке.
Зарисовки перечисленных здесь органелл снабдить указанием их функции.
Движение эвглены
Эвглена передвигается с помощью жгутика, или бича — нитевидного нежного выроста протоплазмы на переднем конце (см. рис. 7.) Жгутик продолжается внутрь тела, в расположенное на переднем конце углубление (резервуар), ко дну которого он прикреплен. У основания его лежит маленькое тельце — базальное зерно, регулирующее движение жгута. Штопорообразным движением жгутик как бы ввинчивается в воду и увлекает за собой тело биченосца, движущегося при этом поступательно и вращательно. Скорость движения эвглены невелика, 150-235 микрон в секунду; однако пройденный за 1 секунду путь в 3-5 раз превышает длину тела.
Ход работы. Рассмотреть и зарисовать жгутики. При движении эвглен они с трудом обнаруживаются; поэтому животных следует зафиксировать. Для этого на предметное стекло рядом с покровным поместить каплю йодной тинктуры. В силу капиллярности раствор йода втягивается под покровное стекло, убивает (фиксирует) эвглен и окрашивает их, а также их жгутики. Рассмотреть жгутики под микроскопом при большом увеличении, непрерывно пользуясь микровинтам (см. стр. 10).Можно использовать другой способ фиксации: к капле культуры на предметном стекле добавить 1-2 капли 90-градусного спирта; оставить препарат открытым до полного высыхания; рассмотреть под микроскопом при большом увеличении без покровного стекла.
1 Хроматофор, от греческих: хрома-краска, фереин — нести.
2 Пигмент, от латинского пигменту м — красящее вещество.
3 Парамил, от греческих, пара — около, амилон — крахмал.
5 Экскреторный, от латинского эксцерно — выделяю.
6 Стигма — пятно (греч.).
1 Протоплазма, цитоплазма, от греческих: протос — первичный, китос, или цито, — клетка и плазма — оформленный.
Эвгленовые водоросли: Euglenophyta
Большинство водорослей имеет зеленую окраску, иногда светло-зеленую от присутствия ксантофилла. Размножаются продольным делением клеток. Представителями эвгленовых водорослей являются эвглена и факус.
Род эвглена — Euglena (рис. 250). Обитает эвглена в небольших пресных водоемах, на сырой почве, в солоноватых водах, на рисовых полях.
Иногда, размножаясь в огромных количествах, вызывает красное, кирпично-красное или зеленое цветение воды. Питается фототрофно или миксотрофно. Размножается делением клетки. Род богат видами (более 60). Эвглены встречаются в водоемах европейской части СССР, Западной Сибири, Крыма, Средней Азии, Эстонии и Латвии.
Участвуют в самоочищении вод, служат пищей для простейших животных и личинок насекомых.
Обитают внутри кишечника различных животных. Некоторые эвглены служат показателем загрязнения воды органическими веществами.
Рис. 250 Эвгленовые и красные водоросли: 1 — эвглена; 2 — факус; 3 — батрахоспермум
Род факус — Phacus (рис. 250). Водоросль широко распространена в мелких водоемах среди зарослей водных растений, в планктоне озер и прудов, часто вместе с эвгленой.
Питается фототрофно и миксотрофно. Размножается делением клетки. Распространена в водоемах СССР довольно широко. Иногда вызывает цветение воды. Известно более 40 видов факуса.
Наиболее вероятное время их обильного появления в аквариуме — лето.
Отдел эвгленовые водоросли
Отдел включает микроскопические одноклеточные организмы, снабженные одним или двумя жгутиками и активно двигающиеся. Форма тела эвгленовых водорослей удлиненная, овальная, эллипсовидная или веретеновидная. Целлюлозной оболочки нет; ее роль выполняет наружный уплотненный слой цитоплазмы — пелликула. Те виды, у которых пелликула мягкая, эластичная, обладают способностью менять форму тела.
У немногих водорослей есть наружный твердый панцирь, обычно пропитанный солями железа, не прилегающий плотно к протопласту. Число и форма хроматофоров различны.
Эвглена зеленая. Образ жизни и среда обитания эвглены зелёной
Они бывают веретеновидными, лентовидными, дисковидными, звездчатыми, пластинчатыми. Зеленый цвет эвгленовых водорослей обусловлен наличием хлорофиллов а и b. Кроме них присутствуют каротины и ксантофиллы. Запасной продукт — парамилон, производное глюкозы; он откладывается на наружных, выступающих из хроматофоров частях пиреноидов в виде скорлупок или в цитоплазме в виде мелких зерен.
На переднем конце эвгленовых водорослей находится углубление, часто называемое глоткой.
Оно является выводным концом для системы сократительных вакуолей, в которых скапливается жидкость с растворенными продуктами обмена веществ.
Движение эвгленовых водорослей совершается за счет метаболических изменений формы тела и с помощью жгутика.
Размножение происходит продольным делением клетки пополам в подвижном или неподвижном состоянии.
При неблагоприятных условиях у некоторых эвгленовых водорослей формируются покоящиеся цисты с толстыми оболочками. Половой процесс не доказан.
Эвгленовые водоросли — обычные обитатели небольших пресных стоячих водоемов, вызывающие при массовом развитии «цветение» воды.
Этой группе растений свойственны все три основных типа питания: фототрофное, сапротрофное и голозойное (заглатывание оформленных частиц органического вещества или мелких организмов), иногда смешанное (мик- сотрофное).
Отдел включает 1 класс Эвгленофициевые.
Класс Эвгленофициевые (Euglenophyceae)
Класс объединяет несколько порядков, различия между которыми основаны главным образом на деталях строения жгутикового аппарата.
Представителями порядка Эвгленальные (Euglenales) могут служить роды эвглена, трахеломонас и факус.
У водорослей рода эвглена (Euglena) клетки подвижные, веретено-, яйце- и лентовидные, цилиндрические, более или менее спирально закрученные.
Передний конец суженный и закругленный, задний — заостренный, реже округлый или с узким шиловидным отростком (рис. 1.6). На переднем конце клетки имеются стигма, пульсирующие вакуоли и отверстие глотки, из которой выходит один из жгутиков, а второй, короткий, находится внутри глотки. Ядро одно, хроматофоров от одного до нескольких, с пиреноидами или без них.
Известно 155 видов, распространенных преимущественно в небольших пресных водоемах (лужи, озера, реки), болотах, на мокрой почве.
Некоторые виды вызывают «цветение» воды зеленого или красного цвета. В Беларуси известно 25 видов. Часто встречаются Э. зеленая (Е. viridis), Э. спирогирная (Е. spirogyra), Э. игольчатая (£. acus), Э. хвостатая (Е. caudata) и др. Эвгленовые могут служить индикаторами качества воды.
включает в себя свободноплавающие организмы со жгутиком и твердым домиком. Строение домика является характерным признаком вида. Домики имеют разную форму, как правило, бурую окраску и спереди отверстие для выхода жгута (рис. 1.7). Стенки гладкие или с порами, сосочками, гранулами, шипами. Хроматофоры (два и более) зеленые, с пиреноидами или без них.
Есть виды без хлорофилла — сапро- трофы. При размножении клетка делится внутри домика: одна из дочерних особей выскальзываетчерез отверстие наружу и вырабатывает новый домик.
Известно около 200 видов, в Беларуси их 57 и 84 разновидности, распространенные в мелких водоемах с пресной водой. Наиболее известны Т. вольвоксовый (Т. volvocina), Т. мелкоще- тинковый (Т. hispida), Т. вооруженный (Т. armata), Т. продолговатый (Т. oblonga), Т. яйцевидный (Т. ovata) и др.
У видов рода факус (Phacus) (рис. 1.8) клетки плоскосжатые, более или менее штопоровидно скрученные, асимметричные, яйцевидные, овальные или шаровидные, с одним жгутиком, на заднем конце тела часто с бесцветным рулевым отростком.
Пелликула плотная, бесцветная, со штрихами или рядами гранул, сосочков или шипиков. Хроматофоры многочисленные, мелкие, дисковидные, пристенные, без пиреноидов. Ядро одно (чаще в задней части клетки).
В протопласте имеются зерна парамилона.
Известно около 140 видов, распространенных в мелких непроточных водоемах или в прибрежной части озер и рек, загрязненных органическими веществами.
В Беларуси встречается 18 видов и 27 разновидностей. Наиболее распространены Ф. длиннохвостый (Ph. longicauda), Ф. мелкопузырчатый (Ph. vesiculosum), Ф. круглый (Ph. orbicularis), Ф. хвостатый (Ph. caudatus) и др.
Общая характеристика, строение, размножение и значение водорослей отдела Euglenophyta
Эвгленовые водоросли представляют собой группу низших организмов, стоящую на границе растительного и животного мира. Поэтому ещё в XIX в. их назвали порубежниками. Отдел объединяет свыше 900 видов микроскопических одноклеточных водорослей. Таллом представлен преимущественно монадной, реже ризоподиальной и капсальной, формами.
Водоросли могут быть зелёного, редко красного, цвета; иногда бесцветные.
Отдел включает один класс Euglenophyceae.
Клетка имеет особый покров – пелликулу. Она состоит из расположенных под непрерывной плазмалеммой (цитоплазматической мембраной) опоясывающих клетку по спирали узких полос более плотного протеина, пелликулярные полосы различимы в световой микроскоп, краями они находят друг друга, соединяясь наподобие скелета.
У мест перекрытия полос изнутри располагаются слизевые тела, которые связаны с механизмом движения. Пелликула обычно штриховатая, штриховка разнообразная (от мелких точек до рёбер). Пелликула выполняет защитную и опорную функции. Наклон штрихов отражает направление и степень скрученности клеток. Виды с тонкой и гибкой пелликулой не имеют постоянной формы, т. е. пелликулярные полосы гибки и подвижны одна относительно другой. Этим видам свойственна метаболия, т. е. изменение формы (эвгленоидное движение), пример – род Euglena.
Уплотнение пелликулярных полос и их взаимное «цементирование» у многих видов ведёт к отсутствию метаболии, пример – род Phacus.
Некоторые роды эвгленовых водорослей (Trachellomonas) имеют домики, в которых клетки расположены свободно. Кроме пелликулы также клетки образуют твёрдый минеральный домик, состоящий из солей, железа и марганца; домики снабжены отверстием, через которое выступает жгутик, а при делении клетки из домика выпадает одна из дочерних клеток.
Для эвгленовых характерно наличие пигментов хл а и хл b.
В хлоропластах содержатся также β-каротин, антераксантин, неоксантин и другие ксантофиллы. Хлоропласты имеют вид дисков, или пластин, окруженных двойной мембраной и мембраной хлоропластной эндоплазматической сети, которая не переходит в ядерную мембрану. Ламеллы двухтрехтилакоидные, опоясывающая ламелла отсутствует.
Генофор рассеян по матриксу хлоропласта. Пиреноид в виде почки на ножке выступает за поверхность пластиды. Двухтрёхтилакоидные ленты пересекают строму пиреноида.
Запасное вещество – полисахарид парамилон (β-1,3-глюкан).
Он образует как бы экран вокруг пиреноида, но откладывается вне хлоропласта, в цитоплазме. Не окрашивается йодом. В качестве запасного вещества может откладываться хризоламинарин. Считают, что парамилон, кроме энергетической функции, имеет определённое отношение к передвижению клетки.
Стигма расположена на переднем конце клетки, вне хлоропласта, прилегая к спинной стороне глотки. Она представляет собой густое скопление оранжево-красных липидных капель; кроме того, обнаружены флавины, липиды, каротиноиды, β-каротин и т.
д.; есть пигментные глобулы. Располагается недалеко от базального вздутия жгута, там, где, по-видимому, содержится фоторецептор, ответственный за распознавание клеткой интенсивности и направления света при фототаксисе.
Функционирует как абсорбирующая свет ширма, служащая для затенения фоторецептора. На переднем конце клетки находится постоянная полость – глотка (с выводным отверстием наружу). Её расширенная часть (резервуар), или главная (сборная) вакуоль, переходит в узкий выводной канал – глоточный канал.
Все клетки имеют по два базальных тельца с отходящими от них одним или двумя жгутиками.
Изначально, вероятно, были двужгутиковые клетки. Один жгутик направлен вперёд, другой – вбок или назад; они отходят от находящегося на переднем конце клетки углубления – глотки.
Жгутики подобны жгутикам у динофитовых: по всей их длине проходит тяж, а фибриллярные волоски расположены вдоль них в один спиральный ряд.
Клеточное ядро, как и у динофитовых водорослей, мезокариотное, имеет хромосомы, сохраняющиеся в интерфазе в конденсированном состоянии.
Митоз отклонен от нормы и происходит внутри интактной ядерной оболочки. Одновременно с делением ядра удваиваются жгутики.
Размножение происходит путем деления клетки надвое в подвижном, или пальмеллоидном, состоянии.
Эвгленовые
Перед этим клетка обычно становится неподвижной, сбрасывая наружную часть жгутика, и часто выделяет вокруг себя слой слизи. Разделению клетки предшествуют деление ядра, образование нового жгутикового аппарата, деление хлоропластов, пиреноидов, стигмы. Деление подвижных особей происходит всегда продольно, от переднего конца клетки, за исключением Colacium, т.
к. они прикреплены и деление начинается со свободного заднего конца тела.
Считается, что половой процесс у эвгленовых отсутствует. Цикл развития эвгленовых имеет две основные формы. Большинство представителей обычно вегетируют в двух состояниях: подвижном и временно неподвижном, пальмеллоидном.
В последнем случае клетки округляются, теряют жгутики. Покоящиеся стадии представлены округлыми клетками с толстой, иногда слоистой оболочкой, из которой при благоприятных условиях возникает одна вегетативная клетка. У неметаболичных видов есть только подвижные стадии.
Филогенез.Есть гипотеза о том, что эвгленовые произошли в результате вторичного эндосимбиоза с зеленой водорослью (наличие общих хлорофиллов и двух мембран хлоропластов).
По другой гипотезе, исходя из наличия общих признаков с криптофитовыми, динофитовыми и рафидиофитовыми (отсутствие полового процесса, гетеротрофные формы, отложение запасных веществ вне хлоропластов, наличие глотки), эвгленовые относят к Chromophycota.
Однако, как считают многие альгологи, нельзя их объединить в какую-либо группу, т. к. эвгленовые значительно отличаются от всех перечисленных отделов.
Хотя они и представлены одноклеточными формами, они высокоорганизованные и сложные организмы (строение митохондрий, жгутикового аппарата, организация хлоропластов, запасные вещества и т. д.).
Предполагают, что гипотетическими предками эвгленовых были сильно метаболичные эвгленоподобные гетеротрофы. А далее линия эволюции шла в двух направлениях: в результате вторичных эндосимбиозов появились современные фотоавтотрофные и сапрофитные порядки Euglenales; специализация примитивных гетеротрофов привела к возникновению первичных голозойных форм с узкоспециализированным типом питания (порядок Peranematales).
Значение и экология
Эвгленовые водоросли распространены исключительно в пресных водах (озёра, реки, водохранилища, лужи). Они интенсивно развиваются в водоёмах замедленного стока и при повышенном содержании органических веществ. Участвуют в самоочищении пресных вод и в доочистке сточных вод различных предприятий (так как для них характерен миксотрофизм). Служат индикаторами загрязнения водоёмов. Кроме того, их используют как модели в медицине. Среди эвгленовых встречаются виды, образующие на поверхности воды нейстонные пленки зелёного, жёлто-зелёного, бурого и красно-кирпичного цвета.
Среди эвгленовых есть паразиты, живущие в кишечнике олигохет, нематод, копепод, амфибий, на жабрах рыб.
Эвглена зеленая — это одноклеточный организм, представитель простейших, относится к роду эвглен.
Эвглена зеленая сочетает в себе признаки как растений, так и животных.
Ее клетка содержит хлорофилл и на свету может питаться за счет процесса фотосинтеза, как это делают растения. В темноте и при обилии органической пищи эвглена питается гетеротрофно, как животное, поглощая органику. Кроме способа питания ее роднит с животными также способность к активному передвижению.
Эвглена зеленая обычно обитает в загрязненных пресных водоемах. При ее сильном размножении вода приобретает зеленый оттенок («цветение воды»).
Размер клетки около 0,05 мм, поэтому невооруженным глазом эвглену увидеть трудно. Тело вытянуто, на переднем конце есть один длинный жгутик, задний конец слегка расширен и заострен. Эвглена имеет эластичную оболочку, которая придает ей форму, но позволяет незначительно изменять форму клетки. Движение осуществляется в том направлении, где находится жгутик. Он ввинчивается в воду, сама клетка в это время крутится в другую сторону.
В клетке жгутик переходит в базальное тельце.
Оно плотное и служит для крепления жгутика.
С той же стороны, где находится жгутик у эвглены зеленой находится клеточный рот, с помощью которого она заглатывает органические частицы. Этому помогает жгутик.
Также в передней части клетки находится светочувствительное образование — глазок, имеющий красный цвет. Эвглена зеленая обладает положительным фототаксисом, т. е. плывет в сторону света.
В передней части клетки эвглены находится сократительная вакуоль.
С ее помощью из клетки выводятся избытки воды, вредные вещества.
В остальной части клетки находятся ядро, хлоропласты, другие клеточные органеллы, а также пищеварительные вакуоли.
Эвглена зеленая заглатывает органику не только клеточным ртом. Растворенные органические вещества могут поглощаться через всю ее оболочку. Выброс непереваренных остатков из пищеварительных вакуолей происходит не в любом месте поверхности клетки (как это происходит у амебы), а только у заднего конца.
Дышит эвглена всей поверхностью.
В нее из воды поступает кислород, который окисляет в митохондриях органические вещества и происходит выделение энергии.
Побочными продуктами при дыхании являются вода и углекислый газ. Последний удаляется из клетки также как поступает кислород, т. е. через клеточную мембрану.
Для эвглены зеленой описан бесполый способ размножения. При этом клетка делится вдоль продольной оси (по длинной стороне). Дочерние клетки, которые не получают те или иные органеллы, достраивают их самостоятельно.
В неблагоприятных условиях (низкая температура, высыхание водоема) эвглена зеленая образует цисту.
При образовании цисты происходит отпадание жгутика, клетка приобретает округлую форму и покрывается плотной оболочкой.
