§ 15. Одноклітинні організми, здатні до фотосинтезу: евглена зелена, хламідомонада та хлорела

Пригадайте будову та функції хлоропластів. Із чого складається клітинна оболонка рослинних клітин?

Які особливості будови та процесів життєдіяльності евглени зеленої? Мешкає евглена зелена в неглибоких прісних водоймах, зазвичай з високим умістом органічних речовин. Форма клітини веретеноподібна (мал. 59, А). Під клітинною мембраною в ущільненому шарі цитоплазми є структури, які підтримують форму клітини. Разом вони становлять пелікулу.

Одноклітинні організми, як і багатоклітинні, здатні сприймати різні подразники довкілля та реагувати на них. Евглена зелена реагує на зміну освітленості завдяки потовщенню поблизу основи джгутика. Знайдіть на малюнку 59, Б вічко червоного кольору. Воно регулює кількість світла, що потрапляє на це потовщення. Евглена зелена буде плисти в той бік водойми, який краще освітлений. Це є прикладом подразливості. Рух евглени зеленої забезпечує довгий джгутик.

Учені остаточно не визначилися, відносити евглену зелену до одноклітинних твариноподібних організмів чи до рослин. І ось чому. Живиться евглена зелена на світлі, як рослина - здійснює фотосинтез. Організми, які здійснюють процес фотосинтезу, здатні забезпечувати себе органічними речовинами, які самі ж утворюють з неорганічних. Такий тип живлення називають автотрофним (від грец. авто - сам і трофос - живлення). Здатність до фотосинтезу зумовлена наявністю хлоропластів з хлорофілом. У цитоплазмі евглени зеленої відкладається вуглевод, який нагадує крохмаль, що запасається в рослинних клітинах.

У темряві евглена зелена починає живитися, як тварина: вбирає крізь поверхню клітини розчини органічних речовин. Як ви пригадуєте, такий тип живлення називають гетеротрофним. Отже, евглені зеленій властиве змішане живлення.

Надлишок води з організму виводить скоротлива вакуоля, розташована біля основи джгутика. Так регулюється тиск усередині клітини.

Поміркуйте: 1. Чому в прісній водоймі вода надходить усередину клітини, а не навпаки? 2. Чому таск усередині клітини не може постійно зростати?

Газообмін в евглени зеленої відбувається через поверхню клітини.

У задній частині клітини розташоване ядро. Розмножується евглена зелена поділом клітини навпіл (мал. 60) (пригадайте етапи поділу клітини).

Два представники одноклітинних рослин - хламідомонада та хлорела - належать до зелених водоростей. Багатоклітинних представників цієї групи розглянемо згодом.

Зелені водорості поширені в усіх типах водойм, переважно прісноводних. Трапляються вони й на зволожених ділянках суходолу, на снігу та в льоду.

Які особливості будови та процесів життєдіяльності хламідомонади? Хламідомонада - мікроскопічна одноклітинна водорість (мал. 61), що мешкає здебільшого в прісних водоймах (деякі види трапляються в морях і в лісових ґрунтах). Форма клітини - грушоподібна. На передньому краї розташовані два джгутики однакової довжини. За їхньою допомогою хламідомонада плаває у товщі води. Як і в інших рослин, клітина хламідомонади оточена щільною клітинною оболонкою. Під нею є клітинна мембрана. У цитоплазмі, окрім великої вакуолі із клітинним соком, хламідомонада має дві маленькі скоротливі вакуолі (знайдіть на малюнку 61 скоротливі вакуолі та пригадайте їхні функції). У центрі клітини розташовано ядро.

Хлоропласт у хламідомонади один - великий, чашоподібної форми. До його складу входить пляма червоного пігменту - вічко. Воно бере участь у сприйнятті світла. За допомогою джгутиків хламідомонада рухається в бік кращого освітлення, так само як і евглена зелена.

Хламідомонаді, як і евглені зеленій, притаманний змішаний тип живлення. На світлі вона живиться за допомогою фотосинтезу, в умовах недостатнього освітлення поверхнею клітини вбирає розчинені у воді органічні речовини.

Газообмін, як і в інших одноклітинних організмів, відбувається через поверхню клітини.

Хламідомонада здатна розмножуватись як нестатево, так і статевим шляхом. Нестатеве розмноження - це форма розмноження за допомогою нестатевих клітин, наприклад спор.

Спора - це клітина, вкрита щільною оболонкою, яка забезпечує нестатеве розмноження. Статеве розмноження відбувається внаслідок злиття двох статевих клітин. Нестатеве розмноження у хламідомонади відбувається так (мал. 62, А). Під клітинною оболонкою цитоплазма та ядро кілька разів діляться. Виникають невеликі спори з двома джгутиками. Вони залишають оболонку материнської клітини та виходять у воду. Там вони швидко виростають до певних розмірів, після чого їхня клітинна оболонка стає твердою та нерозтяжною.

Коли настають несприятливі умови (зниження температури води, пересихання водойм тощо), материнська клітина ділиться на кілька десятків статевих клітин (мал. 62, Б). Вони зовні подібні до спор, однак значно менші за розмірами. Виходячи у воду, статеві клітини попарно зливаються. Процес злиття статевих клітин називається запліднення. Утворена запліднена клітина вкривається товстою оболонкою. У такому стані вона добре витримує замерзання та висихання. За настання сприятливих умов цитоплазма і ядро заплідненої клітини діляться. Так утворюються 4 спори, які виходять у воду та перетворюються на зрілих хламідомонад.

За масового розмноження хламідомонада може спричиняти явище, відоме під назвою «цвітіння» води. У цей час вода стає каламутною та зеленкуватою.

Чим характеризується водорість хлорела? Клітина хлорели кулястої форми (мал. 63, А). Різні види хлорели поширені в прісних і солоних водоймах, на зволожених ділянках суходолу (вологий ґрунт, кора дерев).

На відміну від хламідомонади, клітина хлорели не має джгутиків і тому нерухома. У неї також немає вічка. Клітину оточує щільна клітинна оболонка. Хлорела має одне ядро. Її хлоропласт зазвичай чашоподібної форми. Живиться хлорела лише завдяки фотосинтезу. Газообмін відбувається через поверхню клітини.

Розмножується водорість нестатевим способом нерухомими спорами (мал. 63, Б). їх унаслідок поділу вмісту материнської клітини утворюється до 8. Спори звільняються через розриви оболонки материнської клітини.

За несприятливих умов оболонка клітини хлорели може потовщуватись, у цитоплазмі накопичується багато олії і запасного крохмалю. У такому неактивному стані хлорела може перебувати тривалий час.

Із середини XX сторіччя хлорелу використовують для очищення води та поновлення складу повітря на космічних станціях і підводних човнах. Виявилося, що ця водорість багата на різні вітаміни та необхідні для організму людини хімічні елементи (Фосфор, Кальцій, Калій, Магній, Ферум, Купрум, Сульфур, Йод тощо). За вмістом цих елементів вона перевищує всі відомі культурні рослини.

Клітини хлорели містять хлорофілу більше, ніж клітини будь-яких інших рослин. Хлорофіл добре відомий своїми антибактеріальними властивостями, стимулює процеси кровотворення, роботу серцево-судинної, травної систем. Речовини, які входять до складу клітинної стінки хлорели, сприяють виведенню з нашого організму отруйних речовин: отрутохімікатів, важких металів. Вони захищають від небезпечного впливу радіації. Хлорела стимулює імунну систему людини та ріст організму. Тому з клітин хлорели виготовляють різноманітні препарати, які вживає людина, наприклад вітаміни.

Науку, яка розробляє методи застосування організмів та біологічних процесів у промисловості, називають біотехнологією.

Цікаво знати, що хлорела - чудове зелене добриво. Якщо у відро з водою для поливу рослин додати кілька гранул нітратно-фосфатного добрива (2-3 г на 10 л води), то вже через добу там масово розмножиться хлорела. Застосовуючи таку «зелену» воду для поливу рослин, можна зменшити витрати мінеральних та органічних добрив.

Узагальнимо знання

Евглена зелена - одноклітинний організм, якому притаманні ознаки як тваринних, так і рослинних клітин.

Хламідомонада та хлорела - одноклітинні зелені водорості. Забарвлення їхнім клітинам надає зелений пігмент хлорофіл, який міститься в хлоропластах.

Хламідомонада має два джгутики, за допомогою яких плаває в товщі води. Вона здатна розмножуватись як нестатево, за допомогою рухомих спор, так і статевим шляхом.

Хлорела джгутиків не має, тому її клітина нерухома. Вона розмножується лише нестатево, за допомогою нерухомих спор.

Хлорелу широко використовують як вітамінні та стимулюючі препарати, вживають в їжу тощо.

Поповніть свій біологічний словник: евглена зелена, хламідомонада, хлорела, біотехнологія, автотрофне живлення, змішане живлення, спори, статеві клітини, нестатеве розмноження статеве розмноження, запліднення.

Перевірте здобуті знання

Виберіть одну правильну відповідь

1.    Хламідомонада й хлорела на світлі живляться: а) готовими органічними речовинами, які вони вбирають з води; б) за допомогою фотосинтезу.

2.    Нерухомий спосіб життя веде: а) хламідомонада; б) хлорела; в) евглена зелена; г) амеба протей.

3.    Хлорела розмножується за допомогою спор: а) рухомих; б) нерухомих.

Дайте відповідь на запитання

1.    Які особливості будови клітини евглени зеленої? Як вона живиться?

2.    Які відмінності в розмноженні хламідомонади й хлорели?

3.    Яке значення хламідомонади й хлорели в природі?

4.    З якою метою людина застосовує хлорелу у своєму господарстві?

Поміркуйте. Чим можна пояснити відсутність вічка у хлорели? Чи може це бути пов’язаним з відсутністю в неї джгутиків?

Завдання на порівняння. Уважно розгляньте малюнок 64, на якому зображено клітини евглени зеленої та хламідомонади. Відзначте риси подібності та відмінності цих одноклітинних організмів, порівнявши такі ознаки: клітинна оболонка, клітинна мембрана, органели руху, ядро, хлоропласти, вічко, скоротливі вакуолі, вакуолі з клітинним соком, спосіб живлення, способи розмноження.

Сторінка майбутнього біолога

«Цвітіння» води може бути спричинене масовим розмноженням водоростей та ціанобактерій. Часто це явище спостерігають і в акваріумах, які перебувають тривалий час при яскравому освітленні. При цьому потерпають інші водні рослини: одноклітинні водорості їх затіняють та інтенсивно вбирають з води поживні речовини. Для боротьби із «цвітінням» води в акваріу-

мах можна застосувати біологічний спосіб боротьби. Туди запускають рачків дафній, які живляться водоростями. Через 3-4 доби вода в акваріумі знову стає чистою.

Біологічним способом боротьби називають методи боротьби зі шкідливими для людини видами, у яких застосовують інші організми, що є їхніми природними ворогами. Це можуть бути хижі, паразитичні або рослиноїдні організми.

Це матеріал з підручника Біологія 6 клас Л.І. Остапченко, П.Г. Балан, Н.Ю. Матяш