Хламидомонада (растение, цветок или дерево)


Хламидомонада и другие зелёные водоросли

Все живое на земле состоит из мельчайших кирпичиков — клеток. Но есть такие растения, которые состоят из одной-единственной клетки. Их называют одноклеточными. К таким растениям относится хламидомонада. Это низшее растение, водоросль, принадлежащая к отделу зелёные водоросли. Увидеть хламидомонаду без микроскопа невозможно, но можно увидеть скопление хламидомонад. Стоячая вода иногда принимает ярко-зелёную окраску — это цветение вызвано хламидомонадами.

Грушевидная клетка хламидомонады снабжена двумя жгутиками, помогающими ей передвигаться, поэтому хламидомонада, в отличие от большинства растении может самостоятельно перемещаться в воде в поиска света, необходимого ей для жизни. Определить, где находится освещенное место, хламидомонаде помогает светочувствительный глазок. Клетка хламидомонады покрыта оболочкой, внутри которой находится бесцветная жидкость — цитоплазма, плотный комочек ядра и хлоропласт. В хлоропласте, содержащем хлорофилл. происходит процесс фотосинтеза. У водорослей хлоропласты называют хроматофорами. Слово «хроматофор» переводится с греческого как «несущий цвет». Именно хроматофор делает хламидомонаду зелёной.

Растениям доступны три вида размножения: вегетативный, бесполый и половой . При вегетативном размножении новое растение вырастает из какой-либо части старого: стебля, листа, корня, кусочка слоевища. Но так как этого у хламидомонады нет, то такой способ размножения ей недоступен. Рассмотрим два остальных способа.
Когда тепло, много света и воды, хламидомонада размножается очень быстро. Происходит это так: хламидомонада отбрасывает жгутики и замирает на месте. Всё, что находится под оболочкой клетки хламидомонады, делится на четыре части. Каждая часть постепенно покрывается своей собственной оболочкой.

Но не всегда условия благоприятны для хламидомонады, и тогда это растение прибегает к более сложному, половому размножению. Внутри материнской клетки образуется 32 или 64 так называемых гаметы, снабженных жгутиками. Гаметы бывают мужскими и женскими. Когда оболочка клетки прорывается, гаметы попадают в воду, где плавают, соединяясь с гаметами других клеток хламидомонады. Соединившись, мужская и женская гаметы сливаются, образовывая зиготу с 4 жгутиками. Жгутики отпадают, а зигота покрывается плотной оболочкой. Эта оболочка позволяет ей переждать неблагоприятный период. Когда же наступит благоприятная пора, она лопнет, и из неё выйдут 4 молодые хламидомонады.

К зеленым водорослям принадлежат и многоклеточные водоросли, такие, как спирогира и кладофора. Клетки этих водорослей образуют цепочки — нити. Эти водоросли, подобно хламидомонаде, могут размножаться и спорами, и гаметами, т. е. и половым, и бесполым способом.

Водоросли

Общая характеристика

Водоросли — самые древние растения на нашей планете. Мир водорослей огромен и разнообразен по формам. Преобладающее большинство из них живёт в пресной и солёной воде. Некоторые произрастают в наземно-воздушной среде, располагаясь на стволах деревьев, каменных стенах, на поверхности почвы и даже снега и льда. Многие живут в почве и в сточных водах городских канализаций.

Водоросли от других растительных организмов отличаются следующими признаками:

  • живут главным образом в воде;
  • не имеют вегетативных органов;
  • органы размножения одноклеточные;
  • окраска разнообразная.
  • одноклеточные (хлорелла, хламидомонада);
  • многоклеточные (ламинария, макроцистис).
  • Клетка хламидомонады имеет грушевидную форму.
  • На переднем вытянутом конце находятся два жгутика (обеспечивают передвижение).
  • Снаружи клетка покрыта оболочкой, под которой находятся цитоплазма, ядро с ядрышком и чашевидный хлоропласт (хроматофор — фотосинтезирующие тельца).
  • В передней части расположены светочувствительный глазок (воспринимает свет) и пульсирующие вакуоли (служат для выделения избытка воды).
  • На свету в процессе фотосинтеза образуется сахар (из него — крахмал, образуя крахмальные тельца).

Размножение

Способ размножения хламидомонады

Бесполое размножение хламидомонады


При бесполом размножении хламидомонада:

  • Останавливается. Теряет жгутики (1).
  • Её содержимое делится на 4 части (2).
  • Каждая часть образует жгутики и собственную оболочку (2).
  • Образовалось 4 клетки-споры или зооспоры, выполняющие функцию расселения.
  • Оболочка материнской клетки разрывается, и маленькие хламидомонады выплывают в воду (3).
  • Поплавав в воде некоторое время, клетки дорастают до размеров материнской (4) и вновь приступают к бесполому размножению (1-4).

Половое размножение хламидомонады

При половом размножении хламидомонады:

  • В материнской клетке образуются двужгутиковые гаметы (1, 2).
  • Выходят из оболочки материнской клетки (3).
  • Сливаются попарно с другими особями (4, 5).
  • Образуется зигота, покрытая плотной оболочкой и зимует (6).
  • Весной благоприятные условия дают возможность зиготе делиться. В результате чего образуются 4 хламидомонады (7).
  • Молодые хламидомонады питаются, растут до материнских размеров (1, 8).

При бесполом размножении — при помощи зооспор.

При половом размножении — при помощи двужгутиковых гамет.

Хламидомонада снежная: особенности строения, место обитания

Удивительные и уникальные картины иногда можно видеть в окружающем нас мире. Например, иногда возникает красочное, эстетичное явление, получившее в народе название «арбузный снег». Вызывает его хламидомонада снежная, крошечный организм, для многих являющийся загадкой.

А что расскажут ученые?

Если обратиться к биологам, можно узнать, что хламидомонада снежная в науке называется Chlamydomonas nivalis. Это растение, которое принадлежит к водорослям. Несмотря на окрашивание снега в розовый и даже красный цвет, она классифицируется как зеленая.

Микроорганизм обитает только в пресной воде, принадлежит к числу одноклеточных растений. Тот факт, что зеленая водоросль расцвечивает снежные просторы в красный, объясняется наличием в ее составе пигмента, названного «астаксантином». Кроме него, растение содержит и зеленый пигмент – известный даже школьникам хлорофилл.

Когда хламидомонада снежная размножается, говорят о «цветении снега». Поверхности приобретают приятный розовый оттенок, а иногда становятся инфернально красными, словно природа воссоздает кадры из фильма ужасов.

Хламидомонада снежная принадлежит к любителям холода. В этом водоросль – полная противоположность многочисленного класса термофильных одноклеточных растений.

Классификация

Водоросль в современной биологии принято относить к роду хламидомонад, принадлежащих к одноименному семейству. Оно, в свою очередь, входит в порядок, именуемый «Вольвоксовые». Класс этих растений получил свое наименование за счет пигмента, содержащегося в организмах, он называется «Хлорофициевые». Еще более высокий уровень деления – отдел. Растение принадлежит к зеленым водорослям. Наконец, это царство Растения.

Прекрасные горы

Поскольку хламидомонада снежная при температуре около нуля чувствует себя отлично, альпинисты и путешественники на далеком севере получают возможность видеть прекраснейшие картины.

Между прочим, розовый – не единственный оттенок снега высоко в горах. Также встречаются очаги:

Причина цветения снега – это живущие в нем микроскопические растения.

Погибает хламидомонада снежная при 4 градусах, поэтому видеть прекрасные пейзажи могут только те люди, кому не страшны холода.


Очень часто великолепные картины розового цвета можно наблюдать:

Если снять верхний слой, окажется, что внутри снег белый. Происходит это из-за специфики жизнедеятельности этого необычного растения – «хламидомонада снежная». Место обитания водоросли – только поверхностный слой.

Как это происходит?

Накопление розоватого пигмента происходит не просто так, а под влиянием внешних условий. Цветение начинается, когда воздух теплеет. В нормальном состоянии в снежном покрове растение находится в спящем состоянии, но когда солнце начинает пригревать, верхний слой оттаивает, и создаются оптимальные условия для размножения. Но длится это совсем недолго, ведь хламидомонада снежная при температуре 4 градуса по Цельсию уже погибает.

Оказавшись в правильное время в нужном месте, путешественник может наблюдать за активной жизнедеятельностью крошечных водорослей. Пигмент накапливается достаточно быстро. Изучая это явление, ученые брали пробы снега, а затем изучали его под микроскопом, нагревая до температуры таяния. Отмечено, что в воде с высокой скоростью начинают двигаться красноватые частицы. Каждая из них – это и есть отдельное растение.

Неочевидное очевидное

Сегодня альпинист, турист, участник экспедиции, оказавшись среди снежных просторов, словно бы окровавленных, не пугается и не удивляется этому явлению, но наслаждается открывшейся перед ним редкой красотой. Но не всегда все обстояло именно так.

До недавнего времени для людей красный снег был настоящей загадкой. Сколько легенд с ним связывали! Лишь некоторое время назад ученые выяснили, каково происхождение явления. Водоросли удалось обнаружить в Арктике и Антарктике. Также установили, что хорошо себя чувствуют микроорганизмы в условиях больших высот, благодаря чему колонии развиваются в горных массивах.

В наши дни биологи насчитывают уже 140 разновидностей водорослей и некоторых других живых организмов, способных придавать снегу фантастическую, оригинальную, неестественную окраску.

Природа снова удивила

Когда наука взялась за микроскопические водоросли, ученые удивились, ведь хламидомонада снежная при температуре 4 градуса по Цельсию уже погибает. Оказалось, что это растение способно существовать при температурах, не свойственных обычным водорослям.

И по сей день наука не смогла установить, благодаря чему эти крошечные организмы при низкой температуре могут не просто выживать, но еще и размножаться, поддерживать активный обмен веществ. Аналогичных организмов на планете пока обнаружено не было.

А какое строение?

Что представляет собой хламидомонада снежная? Особенности строения этого представителя типа монадных обусловлены тем, что водоросль принадлежит к одноклеточным. Организм состоит из:

Движение клетки обеспечено жгутиком.

Организм бесполый, поэтому размножение происходит за счет митоспор.

Покров микроскопической водоросли образован гликопротеинами. В составе растения есть всего лишь один чашевидный хлоропласт. Ядро тоже только одно.

Специфика обитания

Хламидомонада принадлежит к немногочисленным криофильными растениям. Она обитает там, где снежный покров держится круглогодично. Вегетативный период в течение года – лишь одна неделя, период наибольшего потепления. Для размножения растение нуждается в талой воде.

Чтобы хламидомонада могла размножаться, она образует зиготы. Большую часть года они находятся в спящем состоянии, но едва погода становится комфортной, начинается рост колонии. В это время и краснеет снег.

Интересные случаи

Большой интерес общественности привлек случай, произошедший в 1929 году. Тогда водоросли разрослись на огромной площади. Это произошло на перевале Басса. Колония заполнила собой несколько квадратных километров на высоте более трех тысяч метров.

Не раз наблюдались красивые явления:


  • на Северном Урале;
  • на Земле Франца-Иосифа;
  • в Арктике;
  • на Камчатке.

Известным стал случай, когда хламидомонады разрослись в Хакасии в 2015 году. Обнаружены они были работниками заповедника «Хакасский». Арбузный снег был зафиксирован в июне, в 20-х числах. Наиболее красивые пейзажи открывались вблизи хребта Шаман, что рядом с озером. Высота местности над уровнем моря – порядка 1 700 метров.

А какие еще бывают?

Хламидомонада снежная – не единственный представитель криофильных водорослей. К числу таковых принадлежат также:

Пробуждение всех этих видов происходит под совместным влиянием факторов:

  • обилие талой воды;
  • наличие питательных веществ в окружающей среде;
  • освещение;
  • наличие в жидкости растворенных газов.

Это интересно

Оказавшись в цветущем поле, мало найдется путешественников, у которых не возникнет желание попробовать снег на вкус. Но многие справедливо засомневаются: а не ядовито ли?

Как говорят ученые, можно смело пробовать арбузный и красный снег, ничего особенного в нем не найти. А вот много есть нельзя, иначе будут проблемы с желудком.

Водоросли в космосе

Как удалось выяснить во время экспериментов, криофильные водоросли – это очень живучие растения. Они не только могут существовать в снегах и при нулевой и минусовой температуре, более того, выживаемость велика даже в космосе.

Не так давно этот тип микроорганизмов был изучен на МКС. Для транспортировки пришлось обезводить водоросли, но на орбите планеты их поместили в лотки, где создали относительно комфортные условия. Эксперимент длился 450 дней. Образцы, доставленные после обитания в космической среде обратно на поверхность планеты, вскоре нормально размножались в привычных условиях.

Сейчас ученые заинтересованы в тех механизмах, благодаря которым водоросли оказались способны адаптироваться к столь стрессовым условиям. Есть вероятность, что ясность в этом аспекте поможет разработать методы, применимые к людям. Предполагается, что это будет полезно в первую очередь в продолжительных полетах.

Где обитает водоросль хламидомонада?

Среда обитания хламидомонады?

Хламидомонада — это род одноклеточных зеленых водорослей. Хламидомонады имеют очень простое строение. Каждая водоросль-клетка состоит из клеточной стенки и жгутиков, а внутри из ядра, вакуоли, глазка и пиреноида. Существует несколько сотен видов хламидомонад.

Большинство видов Хламидомонад обитают в пресных водоемах, обычно в мелких, грязных и хорошо прогретых. Некоторые виды существуют в грунте, а еще есть виды, обитающие даже на льдах и снегах.

Почему одноклеточное, потому что состоит всего лишь из одной клетки, размножается двумя способами :

1 способ — клетка делится надвое, затем каждая из клеток может еще несколько раз делится.

2 способ — каждая клетка имеет жгутик, такие клетки соединяются друг с другом носиками (передним краем), протоплазмы сливаются и образуют новый организм и покрываются оболочкой.

Если посмотреть в микроскоп, то можно увидеть, что хламидомонада похожа на чашу зеленого цвета, а внутри ее находится зеленое тельце «хроматофора». Хламидомонада поглощает углекислый газ из атмосферы, растворы минеральных солей.

Благодаря этим водорослям поглащается углекислый газ из воды, насыщает воду кислородом, что необходимо важно для жизнедеятельности других обитателей водоемов, озер, прудов, особенно для рыб.


Биология

Особенности водорослей

Водоросли относят к низшим растениям. Их более 30 тысяч видов. Среди них есть как одноклеточные, так и многоклеточные формы. Некоторые водоросли имеют очень большие размеры (несколько метров в длину).

Название «водоросль» говорит о том, что эти растения обитают в воде (в пресной и морской). Однако водоросли можно встретить во многих влажных местах. Например, в почве и на коре деревьев. Некоторые виды водорослей способны, как и ряд бактерий, обитать на ледниках и в горячих источниках.

Самое необычное растение, о котором вы ничего не знали:  Аристотелия (растение, цветок или дерево)

Водорослей относят к низшим растениям, так как у них нет настоящих тканей. У одноклеточных водорослей тело состоит из одной клетки, некоторые водоросли образуют колонии клеток. У многоклеточных водорослей тело представлено слоевищем (другое название — таллом).

Поскольку водоросли относят к растениям, то все они являются автотрофами. Кроме хлорофилла клетки многих водорослей содержат красные, синие, бурые, оранжевые пигменты. Пигменты находятся в хроматофорах, которые имеют мембранную структуру и выглядят как ленты или пластинки и т. п. В хроматофорах нередко откладывается запасное питательное вещество (крахмал).

По содержанию и преобладанию того или иного пигмента, придающего окрас таллому, водоросли делят на зеленые, красные и бурые.

Размножение водорослей

Водоросли размножаются как бесполым, так и половым путем. Среди типов бесполого размножения преобладает вегетативное. Так, одноклеточные водоросли размножаются делением их клетки надвое. У многоклеточных форм происходит фрагментация слоевища.

Однако бесполое размножение у водорослей может быть не только вегетативным, но и с помощью зооспор, которые образуются в зооспорангиях. Зооспоры представляют собой подвижные клетки с жгутиками. Они способны активно плавать. Через какое то время зооспоры отбрасывают жгутики, покрываются оболочкой и дают начало водоросли.

У ряда водорослей наблюдается половой процесс, или конъюгация. При этом между клетками разных особей происходит обмен ДНК.

При половом размножении у многоклеточных водорослей образуются мужские и женские гаметы. Они образуются в специальных клетках. При этом на одном растении могут образовываться гаметы обоих типов или только одного (только мужские, или только женские. После выхода гаметы сливаются с образованием зиготы. Чаще всего зигота превращается в спору, которая какое-то время находится в стадии покоя, переживая таким образом неблагоприятные условия. Обычно после зимовки споры водорослей дают начало новым растениям.

Одноклеточные водоросли

Хламидомонада

Хламидомонада обитает в загрязненных органикой мелких водоемах, лужах. Хламидомонада является одноклеточной водорослью. Ее клетка имеет овальную форму, но один из концов слегка заострен и на нем находится пара жгутиков. Жгутики позволяют достаточно быстро передвигаться в воде ввинчиванием.

Название этой водоросли происходит от слов «хламида» (одежда древних греков) и «монада» (простейший организм). Клетка хламидомонады покрыта пектиновой оболочкой, которая прозрачна и неплотно прилегает к мембране.

В цитоплазме хламидомонады есть ядро, светочувствительный глазок (стигма), крупная вакуоль, содержащая клеточный сок, а также пара мелких пульсирующих вакуолей.

Хламидомонада обладает способностью двигаться по направлению к свету (благодаря стигме) и кислороду. Т.е. она обладает положительным фототаксисом и аэротаксисом. Поэтому хламидомонада обычно плавает в верхних слоях водоемов.

Хлорофилл находится в большом хроматофоре, который имеет вид чаши. Здесь протекает процесс фотосинтеза.

Несмотря на то, что хламидомонада как растение способна к фотосинтезу, она также может поглощать готовые органические вещества, присутствующие в воде. Это ее свойство используется человеком для очистки загрязненных вод.

В благоприятных условиях хламидомонада размножается бесполым способом. При этом ее клетка отбрасывает жгутики и делится, образуя 4 или 8 новых клеток. В результате хламидомонада достаточно быстро размножается, что приводит к так называемому цветению воды.

В неблагоприятных условиях (холод, засуха) хламидомонада под своей оболочкой образует гаметы в количестве 32 или 64 штук. Гаметы выходят в воду и сливаются попарно. В результате образуются зиготы, которые покрываются плотной оболочкой. В таком виде хламидомонада переносит неблагоприятные условия среды. Когда условия становятся благоприятными (весной, период дождей), зигота делится, образуя четыре клетки-хламидомонады.

Хлорелла


Одноклеточная водоросль хлорелла обитает в пресных водоемах и влажной почве. Хлорелла имеет шаровидную форму без жгутиков. Также у нее нет светочувствительного глазка. Таким образом, хлорелла неподвижна.

Оболочка хлореллы плотная, в ее состав входит целлюлоза.

В цитоплазме присутствует ядро и хроматофор с хлорофиллом. Фотосинтез протекает весьма интенсивно, поэтому хлорелла выделяет много кислорода и производит много органического вещества. Также как хламидомонада, хлорелла способна усваивать готовые органические вещества, присутствующие в воде.

Для хлореллы характерно бесполое размножение делением.

Плеврококк

Плеврококк образует зеленый налет на почве, коре деревьев, скалах. Представляет собой одноклеточную водоросль.

Клетка плеврококка имеет ядро, вакуоль, хроматофор в виде пластинки.

Плеврококк не образует подвижные споры. Размножается путем деления клетки надвое.

Клетки плеврококка могут образовывать небольшие группы (по 4-6 клеток).

Многоклеточные водоросли

Улотрикс

Улотрикс представляет собой зеленую многоклеточную нитчатую водоросль. Обычно обитает в реках на поверхностях расположенных недалеко от поверхности воды. Улотрикс имеет ярко-зеленый цвет.

Нити улотрикса не ветвятся, одним концом они прикрепляются к субстрату. Каждая нить состоит из ряда небольших клеток. Нити растут за счет поперечного деления клеток.

Хроматофор у улотрикса имеет вид незамкнутого кольца.

В благоприятных условиях некоторые клетки нити улотрикса образуют зооспоры. У спор по 2 или 4 жгутика. Когда плавающая зооспора прикрепляется к предмету, она начинает делится, образуя нить водоросли.

В неблагоприятных условиях улотрикс способен размножаться половым путем. В некоторых клетках его нити образуются гаметы, имеющие по два жгутика. После выхода из клеток они попарно сливаются, образуя зиготы. В последствие зигота разделится на 4 клетки, каждая из которых даст начало отдельной нити водоросли.

Спирогира

Спирогира, также как улотрикс, является зеленой нитчатой водорослью. В пресных водоемах именно спирогира встречается чаще всего. Скапливаясь, она образует тину.

Нити спирогиры не ветвятся, состоят из цилиндрических клеток. Клетки покрыты слизью и имеют плотные целлюлозные оболочки.

Хроматофор спирогиры выглядит как спирально закрученная лента.

Ядро спирогиры подвешено в цитоплазме на протоплазменных нитях. Также в клетках есть вакуоль с клеточным соком.

Бесполое размножение у спирогиры осуществляется вегетативным способом: путем деления нити на фрагменты.

У спирогиры наблюдается половой процесс в форме конъюгации. При этом две нити располагаются рядом, между их клетками образуется канал. По этому каналу содержимое из одной клетки переходит в другую. После этого образуется зигота, которая, покрывшись плотной оболочкой, перезимовывает. Весной из нее вырастает новая спирогира.


Значение водорослей

Водоросли активно участвуют в круговороте веществ в природе. В результате фотосинтеза они выделяют большое количество кислорода и связывают углерод в органические вещества, которыми питаются животные.

Водоросли участвуют в образовании почвы и формировании осадочных пород.

Многие виды водоросли используются человеком. Так из морских водорослей получают агар-агар, йод, бром, калийные соли, клеящие вещества.

В сельском хозяйстве водоросли используются как кормовая добавка в рацион животных, а также как калийное удобрение.

С помощью водорослей очищают загрязненные водоемы.

Некоторые виды водорослей используются человеком в пищу (ламинария, порфира).

Схема 1. Цикл развития хламидомонады

Таблица 1. Основные признаки главнейших систематических групп растений

Систематическая группа, число видов Особенности строения Особенности жизненного цикла Представители и их значение
Низшие растения
Отдел Зеленые водоросли, 20 тыс. видов Одноклеточные, колониальные и многоклеточные слоевищные растения, встречающиеся в пресных и соленых водоемах, на сырой почве и коре деревьев в симбиозе с грибами (лишайники). Питаются автотрофно за счет фотосинтеза в хроматофорах, содержащих зеленый пигмент – хлорофилл. В результате фотосинтеза образуют крахмал Размножаются бесполым путем при помощи спор и вегетативно – кусочками слоевища. Половое размножение связано с образованием и последующим слиянием гамет. Зимуют на стадии зиготы (2n) на дне водоемов. В цикле преобладает вегетативное гаплоидное поколение (n) Одноклеточные: хламидомонада, хлорелла – составляют фитопланктон водоемов, служащий пищей водным рачкам и рыбам; многоклеточные: улотрикс, спирогира, кладофора – обогащают воду кислородом и образуют основную массу органических веществ водоема
Отдел Бурые водоросли, 1,5 тыс. видов В основном многоклеточные обитатели дна моря (бентос) до глубины 50 м. Слоевище состоит из стеблевой, листовой частей и ризоидов (достигает у некоторых видов десятков и сотен метров). Питаются автотрофно за счет фотосинтеза в хроматофорах, содержащих кроме хлорофилла бурый пигмент – фукоксантин и оранжевые – каротиноиды. Продуктами фотосинтеза являются сахароспирты – маннит и ламинарин В цикле развития преобладает споровое поколение – спорофит (2n). В спорангиях на спорофите в процессе мейоза образуются споры (n), из которых развивается половое поколение – гаметофит (n), образующий в антеридиях и архегониях сперматозоиды и яйцеклетки. Спорофит развивается из зиготы в результате оплодотворения Фукус, цистозейра, саргасса, хорда образуют на дне морей обширные заросли, служащие прибежищем для обитателей дна. В промышленности из водорослей получают соли калия, йод, альгиновую кислоту; пищевое применение имеет ламинария (морская капуста)
Отдел Красные водоросли, или Багрянки, 4 тыс. видов В основном многоклеточные обитатели дна моря (бентос) до глубины 100 м. Хроматофоры звездчатой формы содержат красный пигмент фикоэритрин и синий фикоциан. Продуктом фотосинтеза является багрянковый крахмал. Оболочки клеток некоторых видов могут минерализоваться солями магния и кальция Размножаются бесполым и половым путем. В цикле развития отсутствуют жгутиковые стадии. Полностью преобладает споровое поколение, образующее в спорангиях споры (n) Вместе с коралловыми полипами участвуют в формировании океанических островов; в промышленности из анфельции получают агар- агар; пищевое применение имеет порфира
Высшие споровые растения
Отдел Моховидные, или Мхи, 25 тыс. видов Невысокие наземные травянистые растения, не имеющие проводящих тканей. Побеги несут листоподобные органы – филлоиды и корнеподобные – ризоиды. Питаются автотрофно за счет фотосинтеза. Многие виды обладают гигроскопичностью – способностью удерживать большое количество атмосферной влаги (за счет водоносных клеток филлоидов). Встречаются преимущественно в холодном и умеренном климате Северного полушария и в высокогорьях В цикле преобладает половое поколение – гаметофит (n), развивающийся на протонеме. В антеридиях и архегониях на гаметофите развиваются подвижные сперматозоиды и неподвижные яйцеклетки. Для оплодотворения необходима вода. Из зиготы (2n) развивается споровое поколение – спорофит (2n), паразитирующий на гаметофите. В спорангиях на спорофите в результате мейоза развиваются споры (n) Приводят к заболачиванию почв и образованию верховых болот (торфяной мох – сфагнум); слагают растительный покров тундры и хвойных лесов (зеленые мхи); образуют торфяники в результате отмирания побегов (сфагнум)
Отдел Плауновидные, или Плауны, 0,5 тыс. видов Многолетние травянистые растения, встречающиеся преимущественно во влажных местах. Стебли имеют проводящие ткани. Побеги, стелющиеся с придаточными корнями и шиловидными листьями. Верхушки побегов приподнимаются и заканчиваются спороносными колосками – стробилами со спороносными листиками – спорофиллами. На спорофиллах располагаются спорангии со спорами В цикле преобладает половое поколение – спорофит (2n), в спорангиях которого образуются споры (n). Из спор развивается половое поколение – гаметофит (n), называемый заростком. Заросток не содержит хлорофилла и существует в симбиозе с грибницей грибов несколько лет. После оплодотворения, для которого необходима вода, из зиготы развивается спорофит (2n) Нуждается в строжайшей охране (плаун булавовидный); споры плауна в виде порошка (ликоподий) использовались в медицине в качестве присыпки и в металлургии при фасонном литье
Отдел Хвощевидные, или Хвощи, 0,03 тыс. видов Многолетнее травянистое растение с крахмалосодержащим корневищем, зелеными мутовчато-ветвящимися побегами и чешуевидными листьями, лишенными хлорофилла. В оболочках клеток содержится большое количество кремнезема, придающего всему растению жесткость. Существуют специализированные спороносные побеги, лишенные хлорофилла, несущие спороносные колоски – стробилы В цикле преобладает споровое поколение – спорофит (2n). Из спор на влажной почве развиваются мужские и женские гаметофиты – заростки (n). После оплодотворения (необходима вода) из зиготы развивается предросток, а из него – молодой спорофит (2n) Сорные растения на полях (хвощ полевой); побеги используются в медицине как мочегонное средство, могут служить индикатором кислых почв, требующих известкования; ядовитые растения (хвощ топяной)
Отдел Папоротниковидные, или Папоротники, 10 тыс. видов Многолетние травянистые растения с корневищем и придаточными корнями, спороносными листьями стеблевого происхождения (вайи). Молодые листья улиткообразно свернуты и развиваются в течение трех лет В цикле преобладает споровое поколение – спорофит (2n). Из споры развивается на влажной почве заросток сердцевидной формы – гаметофит (n). Заросток существует как самостоятельное растение, на нем в антеридиях и архегониях развиваются подвижные сперматозоиды и неподвижные яйцеклетки. Для оплодотворения необходима вода. Из зиготы развивается спорофит (2n) Завоевание папоротниками суши оказалось неполным. Большинство видов вымерло (Карбон, Палеозой), образовав залежи каменного угля. Используются для озеленения интерьеров (нефролепис, адиантум, асплениум); из корневищ готовят лекарственные препараты, обладающие глистогонным действием (щитовник мужской)
Высшие семенные растения
Отдел Голосеменные, 0,8 тыс. видов (главная группа – класс Шишконосные, порядок Хвойные) Вечнозеленые (реже листопадные) деревья и кустарники (травянистых форм нет) с прямостоячими многолетними стеблями и стержневыми корневыми системами. В древесине вместо сосудов расположены трахеиды. Ситовидные трубки луба не имеют клеток-спутниц. В древесине много смоляных ходов, заполненных смолой (живица). Ярко выражены годичные кольца прироста древесины. Листья игольчатой формы (хвоя), многолетние, с одной главной жилкой и мощной кутикулой из воска, защищающей эпидермис от излишнего испарения В цикле полностью преобладает спорофит (2n). Мужской гаметофит – пыльцевое зерно (микрогаметофит) и женский гаметофит – два архегония с яйцеклетками (мегагаметофит) развиваются в спорангиях на специальных спороносных побегах – мужских и женских шишках. Вода для оплодотворения не нужна. Спермии проникают в яйцеклетки при помощи пыльцевой трубки, развивающейся при прорастании пыльцы. Пыльца переносится ветром. В результате оплодотворения развивается семя с семенной кожурой, зародышем и эндоспермом (n), семя расположено открыто на чешуях женских шишек Хвойные слагают древесный ярус лесов умеренной зоны (ель, сосна, лиственница, пихта); древесина широко используется как строительный материал и сырье для целлюлозно-бумажной промышленности; из смолы получают скипидар и канифоль
Отдел Покрытосеменные, или Цветковые, 250 тыс. видов Корни, стебли, листья имеют сложные проводящие ткани, состоящие из сосудов и ситовидных трубок с клетками-спутницами. Образуют цветки – видоизмененные генеративные побеги, в которых развиваются органы спороношения – тычинки и пестики. Перенос пыльцы (опыление) осуществляется различными способами (чаще всего с помощью насекомых). В результате процесса оплодотворения развивается семя, находящееся внутри плода. Наряду с семенным, широко представлены различные способы вегетативного размножения с помощью корней, побегов и видоизмененных вегетативных органов В цикле полностью преобладает спорофит (2n). Из микроспор в пыльниках тычинок развивается мужской гаметофит – пыльцевое зерно (микрогаметофит), а из мегаспоры в семязачатке развивается женский гаметофит – мегагаметофит – зародышевый мешок, имеющий покровы с пыльцевходом. Оплодотворение двойное. Оба спермия сливаются с клетками женского гаметофита. Образующееся в результате оплодотворения семя содержит зародыш с 1 или 2 семядолями, семенную кожуру и эндосперм (3n). Семя находится внутри плода, образующегося из завязи или других частей цветка Преобладающая группа растений, известная с Мелового периода Мезозоя: широко распространены на всех материках, известны все жизненные формы; образуют сложные многоярусные растительные сообщества; много культурных и хозяйственно ценных дикорастущих растений, представляющих интерес для человека
Самое необычное растение, о котором вы ничего не знали:  Лазурник (растение, цветок или дерево)

Схема 1. Цикл развития хламидомонады

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: На стипендию можно купить что-нибудь, но не больше. 8938 — | 7219 — или читать все.

91.105.232.77 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)

очень нужно

Урок 14 Хламидомонада, хлорелла — одноклеточные растения (среды обитания, процессы жизнедеятельности, строение, роль в природе)

Урок 14 Хламидомонада, хлорелла — одноклеточные растения (среды обитания, процессы жизнедеятельности, строение, роль в природе).

Водоросли – самые древние растения на нашей планете. Мир водорослей огромен и разнообразен по формам. Преобладающее большинство из них живёт в пресной и солёной воде. Некоторые произрастают в наземно-воздушной среде, располагаясь на стволах деревьев, каменных стенах, на поверхности почвы и даже снега и льда. Многие живут в почве и в сточных водах городских канализаций.

Облик этих растений необычен: у них нет ни стебля, ни листьев, ни корней. Многие связывают их жизнь с водой, но они живут и на суше: на поверхности почвы, в её толще, на деревьях, скалах, в пещерах и даже в городах – на тротуарах, влажных стенах зданий, крышах, в снегу. это – водоросли.

Водоросли – древнейшая группа низших одноклеточных и многоклеточных растений, содержащих хлорофилл и вырабатывающих органические вещества в процессе фотосинтеза. Водоросли появились на Земле в протерозое – примерно 2,7 млрд. лет назад. Они играют важную роль в природе: образуют органические вещества, участвуют в круговоротах кальция и кремния, очищают воду; продукты жизнедеятельности водорослей разрушают скалы, способствуя образованию почв.

Водоросли от других растительных организмов отличаются следующими признаками:

· живут главным образом в воде;

· не имеют вегетативных органов;


· органы размножения одноклеточные;

Рассмотрим одноклеточные водоросли.

Микроскопические водоросли входят в состав планктона. Эти мельчайшие организмы плавают в тонком поверхностном слое воды и перемещаются с течениями. Фитопланктон (водоросли) вырабатывает органические вещества, за счёт которых существует остальной живой мир водоёмов.

· Клетка хламидомонады имеет грушевидную форму.

· На переднем вытянутом конце находятся два жгутика (обеспечивают передвижение).

· Снаружи клетка покрыта оболочкой, под которой находятся цитоплазма, ядро с ядрышком и чашевидный хлоропласт (хроматофор – фотосинтезирующие тельца).

· В передней части расположены светочувствительный глазок — стигма (воспринимает свет) и пульсирующие вакуоли (служат для выделения избытка воды).

· На свету в процессе фотосинтеза образуется сахар (из него – крахмал, образуя крахмальные тельца).

При бесполом размножении хламидомонада:

· Останавливается. Теряет жгутики (1).

· Её содержимое делится на 4 части (2).

· Каждая часть образует жгутики и собственную оболочку (2).

· Образовалось 4 клетки-споры или зооспоры, выполняющие функцию расселения.

· Оболочка материнской клетки разрывается, и маленькие хламидомонады выплывают в воду (3).

· Поплавав в воде некоторое время, клетки дорастают до размеров материнской (4) и вновь приступают к бесполому размножению (1-4).

При половом размножении хламидомонады:

· В материнской клетке образуются двужгутиковые гаметы (1, 2).

· Выходят из оболочки материнской клетки (3).

· Сливаются попарно с другими особями (4, 5).

· Образуется зигота, покрытая плотной оболочкой, и зимует (6).

· Весной благоприятные условия дают возможность зиготе делиться. В результате чего образуются 4 хламидомонады (7).

· Молодые хламидомонады питаются, растут до материнских размеров (1, 8).

Питание водорослей данной группы может быть как автотрофное, так и гетеротрофное. Так, в условиях достаточной освещенности в процессе фотосинтеза поглощается солнечная энергия, и синтезируются органические вещества в клетке водоросли. Наиболее благоприятные условия для фотосинтеза хламидомонада находит с помощью глазка, постоянно передвигаясь. При недостатке света водоросль способна всасывать растворенные в воде органические вещества через клеточную стенку, переходя на гетеротрофный тип питания.

Хламидомонады, наряду с другими зелеными водорослями, могут


ü провоцировать «цветение» воды, иногда снега.

ü Водоросли данного рода используются в очистных сооружениях, поскольку обладают способностью поглощать органические вещества, растворенные в воде.

ü Хламидомонада является объектом исследования в генетических и биологических лабораториях, благодаря сравнительной простоте поддержания клеточной культуры.

ü Эту водоросль также применяют для определения токсичности загрязненной воды.

ü Звено в цепи питания.

Хлорелла – род одноклеточных растений из отдела зеленых водорослей. Этот род объединяет около 20 видов, причем в странах СНГ встречается около 10 видов. Наиболее известна и широко распространена Chlorella vulgaris, образующая огромные скопления в воде грязных луж, канав и прудов.

Представители данного рода распространены повсеместно, так как нетребовательны к условиям окружающей среды и интенсивно размножаются. Быстро развиваются как в соленых, так и в пресных водоемах, а также в обильно увлажненной почве.

Клетки хлореллы одиночные, имеют шаровидную или эллипсоидальную форму, диаметр не превышает 15 мкм. Этот неподвижный микроорганизм имеет тонкую гладкую целлюлозную оболочку. В клетке находится одно ядро и только один хлоропласт, расположенный пристеночно. В цитоплазме запасаются такие продукты, как жиры и крахмал.

Хлорелла, как и другие зеленые водоросли, способна синтезировать органические вещества в процессе фотосинтеза. Для этого необходимы только вода, углекислый газ и достаточная освещенность. Также у водорослей данной группы есть потребность в небольшом количестве минералов для размножения.

Характерно исключительно бесполое размножение, которое осуществляется делением клетки на 4-8-16 равных частей — автоспор. Эти вновь образованные клетки после исчезновения материнской оболочки оказываются свободными, быстро увеличиваются в размерах и через короткий промежуток времени снова делятся.

v Хлорелла способна чрезвычайно быстро накапливать биомассу при выращивании, благодаря чему, этот микроорганизм стал наиболее востребованным объектом культивирования и исследования.

v Представители данного рода зеленых водорослей используются для экспериментальных исследований в замкнутых экологических системах жизнеобеспечения. При жизнедеятельности хлорелл выделяется большое количество кислорода в процессе фотосинтеза, что нашло применение для регенерации воздуха в замкнутых пространствах, к примеру, в космических кораблях, подводных лодках.

v Ведутся исследовательские работы с целью использования хлорелл как вероятного источника пищи, однако сложность состоит в том, что все питательные вещества водорослей покрыты прочной оболочкой, которую не способны разрушить пищеварительные ферменты человека.

v Также следует отметить важное значение этих водорослей для биологической очистки сточных вод.

Домашнее задание

1. Выучить конспект

2. Заполнить таблицу «Сравнительная характеристика хламидомонады и хлореллы»

Строение и размножение хламидомонады

Хламидомонада — крошечная зеленая водоросль, состоящая из единственной клетки. При этом водоросль активна и подвижна, передвигаться ей помогают жгутики. Обитают хламидомонады в пресной воде: реках, прудах, даже бассейнах и лужах. Несмотря на микроскопические размеры каждой особи, в массе мы с ними хорошо знакомы — благодаря резкому увеличению количества хламидомонад (наряду с другими водорослями), летом водоемы «зацветают», покрываются зеленым ковром. Хламидомонада может питаться гетеротрофно, то есть потреблять готовые органические вещества.

1. Имеет типичные органоиды эукариот (ядерных организмов), а также два жгутика.

2. Крупный хлоропласт, хроматофор — чашевидной формы.

3. Светочувствительный глазок, функция которого заключается в обеспечении положительного фототаксиса (движение на свет).

4. Две мелкие пульсирующие вакуоли, выбрасывающие из хламидомонады избыток воды.


5. В цитоплазме имеет пиреноид (включение внутри хлоропласта), запасающий крахмал.

Хламидомонада может размножаться и бесполым способом, и половым — его выбор зависит от условий внешней среды.

1. Летом, при благоприятных условиях, внутри водоросли в результате митотического деления ядра образуются зооспоры — четыре клетки.

2. Зооспоры вырастают и становятся молодыми хламидомонадами.

1. При неблагоприятных условиях среды в материнской клетке идет процесс множественного митотического деления ядра. В результате возникает большое количество гамет со жгутиками.

2. Гаметы покидают материнский организм и выходят «в свободное плавание». При удачной встрече двух гамет разных водорослей, происходит слияние их путем изогамии (сливаются две сходные по размеру гамет). Образуется диплоидная зигота, которую зимой сохраняет ее плотная оболочка.

3. В благоприятных условиях у зиготы идет мейоз, итогом которого становятся четыре гаплоидные клетки, которые затем превращаются в четыре гаплоидные хламидомонады.

4. Таким образом, большую часть жизни хламидомонады у нее преобладает гаплоидная стадия (диплоидной является только зигота).

Комментарий. Гаплоидная клетка — клетка, в ядре которой хромосомы расположены по одной, а не попарно. В диплоидной клетке хромосомы парные. Эту схему важно понять и запомнить, так как в ЕГЭ по биологии введены новые вопросы о наборах хромосом разных растений и о том, как они изменяются на разных стадиях жизненного цикла.

Хочешь сдать экзамен на отлично? Жми сюда — мастер-класс по биологии

Хламидомонада (растение, цветок или дерево)

К этому порядку относятся одноклеточные формы с хорошо выраженной оболочкой, двумя или четырьмя равными жгутиками. Хлоропласты у них всегда зеленые, лишь иногда замаскированные гематохромом в красный цвет, реже клетки бесцветные. Последние выделены в особое семейство политомовых (Polytomaceae).

В зависимости от строения оболочки окрашенные представители порядка хламидомонадовых подразделяются на три семейства. Основное и наиболее крупное из них — семейство хламидомонадовых (Chlamydomonadaceae), представители которого характеризуются наличием достаточно мягкой оболочки, которая при размножении клеток обычно растягивается, не распадаясь на отдельные куски. Центральным родом этого семейства является род хламидомонас (Chlamydomonas), насчитывающий свыше 500 видов. Почти все они — обитатели мелких, хорошо прогреваемых и сильно загрязненных водоемов. Это активные санитары загрязненных вод, в которых они очень быстро размножаются и вызывают зеленое «цветение». Наряду с автотрофным способом питания их клетки способны всасывать через оболочку растворенные в воде органические вещества, что способствует активизации процессов самоочищения загрязненных вод.

В сказанном очень легко убедиться, если побывать на очистных сооружениях городской канализации и понаблюдать за деятельностью хламидомонадовых в отстойниках или картах полей фильтрации. Здесь хозяйственные и бытовые стоки могут «зацветать» буквально в течение нескольких дней, приобретая ярко-зеленую окраску. Под микроскопом можно увидеть, что в капельке такой густой мутной зеленой воды жизнь бьет ключом: сотни ярко-зеленых клеток проносятся в поле зрения с невероятной быстротой, причем и форма, и размеры, и даже манера плыть не у всех клеток одни и те же. Но иногда в такой зеленой капельке почти все клетки бывают совершенно одинаковыми и ведут себя однотипно. Следовательно, зеленое «цветение» здесь может быть вызвано несколькими видами или только одним. Но такая активность в поведении хламидомонадовых весьма кратковременна. Тот же водоем через несколько дней может оказаться с чистой, прозрачной до дна и неокрашенной водой. Тех видов — самых активных санитаров сточных вод — здесь уже не будет. Их зиготы, цисты или пальмеллы, поглотив основную массу органических веществ, опустились на дно и там, в илу, «отдыхают». При благоприятных для них условиях — с появлением новых сильных органических загрязнений в воде, со сбросом стоков — их жизнедеятельность опять активизируется.

Более подробно с семейством хламидомонадовых можно познакомиться на примере одного из видов рода хламидомонас.

Хламидомонас хоботковый (Chlamydomonas proboscigera), в отличие от дюналиеллы и других полиблефаридовых, имеет плотную двухконтурную оболочку, спереди образующую заметное выпячивание — носик. Размеры и форма носика в пределах рода сильно варьируют, но являются постоянными для отдельных видов и используются при их описании как важные систематические признаки. От основания носика отходят два крепких равных по длине жгутика. Всю внутреннюю часть клетки занимает чашевидный хлоропласт, в сильно утолщенном дне которого расположен шаровидный пиреноид с крахмальной сферой. В верхней части на хлоропласте находится крупный, хорошо заметный красный глазок, а внутри вырезки хлоропласта расположено видимое без специальной окраски крупное шаровидное ядро с отчетливо различимым ядрышком. В передней части клетки, у основания жгутиков, в вырезке хлоропласта легко заметить две пульсирующие вакуоли.

Самое необычное растение, о котором вы ничего не знали:  Гладыш шершавый (растение, цветок или дерево)

Кроме бесполого размножения зооспорами, у этого вида наблюдается и половой процесс в виде типичной изогамии. Интересны здесь гаметы. Они имеют копуляционные хоботки, выступающие через оболочку между основаниями жгутиков (рис. 205, 1,2), что и послужило основой для видового названия.

Хламидомонас хоботковый распространен очень широко. Он часто встречается в небольших стоячих водоемах, лужах, прудах, канавах, арыках. Это типичный свободноживущий активный планктер.

Однако среди видов хламидомонас известны и такие, клетки которых прикрепляются к телу водных животных, преимущественно коловраток, как, например, хламидомонас аннуреи (Chlamydomonas annuraeae, рис. 205, 3) и некоторые другие. Они потеряли собственную подвижность, но стали передвигаться еще быстрее, сидя на движущихся коловратках.

К этому же семейству относится род гематококкус, виды которого (например, Haematococcus pluvialis, табл. 29, 6, 7) способны накапливать в клетках и особенно в апланоспорах большое количество красного гематохрома, что отражено в названии рода. Интересны также роды лобомонас (Lobomonas, рис. 205, 4) и фурцилла (Furcilla, рис. 205, 5), виды которых отличаются разнообразными выростами клеточной оболочки, и род картерия (Carteria), насчитывающий свыше 60 видов, характеризующихся наличием у клеток не двух, а четырех одинаковых жгутиков (рис. 205, 6).

Рис. 205. Хламидомонадовые: 1-2 — Chlamydomonas proboscigera, взрослая клетка и копуляция изогамет; 3 — Ch. annuraeae на панцире коловратки (Аnnuraea cochlearis); 4 — Lobomonas stellata; 5 — Furcilla bicaudata; 6 — Carteria crucifera

Кроме рассмотренного большого семейства, в порядке хламидомонадовых имеются еще два небольших, но интересных семейства. Так, представители семейства коккомонадовых (Сосcomonadinaceae) отличаются плотной, пропитанной известью или содержащей другие включения сплошной оболочкой, как, например, в роде пединопера (Pedinopera robusta, рис. 206, 1, 2).

Представители третьего семейства — факотовых (Phacotaceae) — характеризуются двустворчатой, инкрустированной углекислым кальцием, кремнеземом или солями железа оболочкой, образующей иногда крыловидные выросты. Сюда относятся, например, роды пединоперопсис (Pedinoperopsis), птеромонас (Pteromonas) и факотус (Phacotus), виды которых часто встречаются в ямах, содержащих большое количество органических загрязнений (рис. 206, 3-7).


Рис. 206. Коккомонадовые и факотовые: 1-2 — Pedinopera robusta, строение протопласта внутри оболочки и оболочка снаружи; 3-4 — Pedinoperopsis gracilis, строение протопласта внутри оболочки и оболочка снаружи; 5-6 — Pteromonas aculeata, клетка с широкой и узкой стороны; 7 — Phacotus coccifer

РАЗНОЦВЕТНЫЙ СНЕГ

Сквозь волшебный прибор Левенгука
На поверхности капли воды
Обнаружила наша наука
Удивительной жизни следы.

В Закавказье есть высокая гора Арагац — краса и гордость Армении. Блестящая белизна ее снеговых вершин манит к себе своей кажущейся недоступностью. Но если набраться терпения и ступить на пешеходную тропу у подножия горы, тропа сама уведет вас к снегам, на высоту четырех тысяч метров.

Мне пришлось побывать там в дни моей юности. В те далекие времена я была неопытна и мечтательна, мой мозг жадно впитывал в себя новые впечатления, а потому все увиденное мной тогда до сих пор хранится в памяти во всех мельчайших подробностях.

Помню то прозрачное яркое утро, когда мы, две студентки Ленинградского университета, подталкивая ленивого ишака, отправились в далекий путь. Нам предстояло жить и работать высоко в горах, где мы должны были изучать высокогорную растительность.

В течение двух дней мы неторопливо взбирались все выше и выше. Внизу осталась знойная Араратская долина с ее бесконечными пыльными виноградниками, осталось позади богатое пышное село Бюрокан, потом миновали заросли розового шиповника, за ними — хвойный лес, альпийские луга, и наконец настал момент, когда мы высмотрели высоко вверху пятно вечного снега. Снеговые пятна по мере нашего продвижения вверх увеличивались в размерах, выползали из тенистых ущелий на открытые места и в конце концов заняли огромное пространство, доходя до самой горной вершины, упирающейся в лохматые облака.

Там, внизу, в долине, стояла иссушающая, почти тропическая жара, здесь же еще не кончилась власть зимы. Обширные снеговые поля под натиском неуемного солнца неохотно сдавали свои позиции, медленно подтаивая по краям и пропитывая каменистую почву, обильной холодной влагой. И тут же, едва освобождался участок земли из-под снега, рядом с подтаявшим льдом выстреливали из почвы крепкие зеленые побеги высокогорных растений. Желтые, белые, голубые, сиреневые цветки, в большинстве своем крупные и ярко окрашенные, сидели на низеньких стебельках или плотно прилегали к земле, помещаясь среди розетки мясистых прикорневых листьев. День за днем мы неустанно собирали это богатство в наши видавшие виды гербарные папки, задавшись целью облазать все ближние и дальние горные хребты, окружающие маленький домик метеорологов, где мы поселились.

Нашим всегдашним попутчиком был пятнадцатилетний юноша Вараздат. Парень ловкий и толковый, он был вынослив, понятлив и молчалив. Последнее его качество объяснялось, видимо, тем, что Вараздат плохо знал русский язык и стеснялся произносить длинные фразы, хотя понимал по-русски все.

— Там,— говорил он, показывая пальцем на дальнюю скалу, — растет трава. У вас нет. Я видел.

И мы шли туда, и Вараздат находил нам растение, которого действительно еще не было в наших сборах. Во всех других случаях он покорно следовал за нами, молча неся на спине тяжелый рюкзак.
Но однажды, когда мы хотели было повернуть в узкое ущелье между двумя острыми утесами, Вараздат испуганно схватил меня за руку.

— Нельзя! Там кровь! Много крови.

Я представила себе распростертое на земле тело неудачника, свалившегося со скалы и, оттолкнув Вараздата, бросилась в ущелье, увязая в подтаявшем снегу. Но сколько я ни старалась разглядеть что-нибудь, кроме посеревшего снега и черных проталин земли ничего не было видно. Вараздат плелся сзади и что-то недовольно ворчал себе под нос.

— Плохое место. Нельзя. Там всегда кровь. Летом.

Это было совсем непонятно.

Он молча ткнул пальцем в сторону огромного камня, заросшего черным лишайником, а сам сел на уступ скалы, всем своим видом показывая, что в проклятое место не пойдет. Мы пошли без него. Обогнули камень. Открывшаяся перед моим взором картина была настолько ошеломляюще необыкновенна, что у меня перехватило дыхание от волнения. На фоне сверкающего под солнцем сахарного снега четко выделялось большое, неправильной формы, кроваво-красное пятно. Оно расплылось метров на десять в окружности.

— Вараздат! — закричала подруга не своим голосом. — Давай скорей бутылку!

Мы осторожно разгребли ноздреватый, слежавшийся, ярко-розовый снег. Впрочем, окрашенным снег был только с поверхности. На глубине нескольких миллиметров окраска исчезла. Две пригоршни красного снега, высыпанные нами в широкогорлую бутылку, вскоре превратились в мутную водичку. Брезгливо, двумя пальцами, как нечто нечистое, взял Вараздат эту бутылку и с неудовольствием запихал ее в рюкзак подальше от еды.

— Эх, Вараздат, дружище! Не понимаешь ты, какое это замечательное явление природы! Какое это счастье для нас — собственными глазами увидеть цветной снег!

Дома мы нанесли каплю воды из бутылки на предметное стекло и поместили препарат под микроскоп.

— Тараканы! — воскликнул он, приникнув к микроскопу.— Бегают!

В светлом поле микроскопа сновали во всех направлениях красные продолговатые и округлые подвижные тельца, ловко огибая друг друга и никогда не сталкиваясь. Но Вараздат ошибся. То, что он увидел, не было насекомыми. Это были низшие растения — водоросли, а точнее, один только вид — красная снежная водоросль, или, по-другому, хламидомонада снежная. Этот удивительный микроскопический растительный организм способен жить только на снегу, в таких, казалось бы, неподходящих условиях, когда даже летом в солнечные дни температура на поверхности снега не поднимается выше нуля градусов. В высокогорных районах большую часть года стоит глубокая зима и только на два-три коротких месяца морозы отпускают из своих когтей насквозь промерзшую землю. Всю долгую зиму бледные шарики хламидомонады неподвижно лежат на снегу, подмороженные, но живые. Так они будут спать до тех пор, пока под ярким горным солнцем поверхность снега не начнет хотя бы слегка подтаивать. Обилие света и тепла вызывает у водоросли быстрое накопление красного пигмента. Скоро на тающем снегу появляются большие красные пятна, образованные скоплением несметного количества хламидомонад, каждая из которых представляет собой неподвижный шарик, туго набитый красным пигментом и заключенный в полупрозрачную оболочку. Каждый такой шарик медленно растет. Наконец, наступает момент, когда его содержимое делится пополам, а половинки в свою очередь разделяются на две части. Новорожденные маленькие хламидомонады вываливаются из разорвавшейся оболочки и начинают самостоятельную жизнь. По мере роста они принимают яйцевидную форму и одеваются новой оболочкой. Скоро, прорывая оболочку, из передней части молодой хламидомонады выпячиваются два тонких, длинных жгутика. Водоросль обрела весла. Мелкими мерцательными колебаниями жгутики непрерывно подгребают воду. Хламидомонада плывет, как маленькая лодочка, делая быстрые повороты, часто меняя направление, избегая столкновений со своими многочисленными сестрами. Эти крохотные, снующие взад и вперед создания способны привести в изумление всякого, кто бы ни посмотрел на них в микроскоп. Удивительно, что растительный организм может так активно странствовать в поисках наиболее благоприятной среды для существования и при этом искусно избегать столкновений с себе подобными.

Хламидомонада снежная (Chlamydomonas nivalis)

Подвижных хламидомонад называют «бродяжками». Достигнув определенных размеров, бродяжки постепенно замедляют движение, понемножку втягивают жгутики-весла внутрь оболочки и замирают в неподвижности. Округлые, распираемые красным пигментом, хламидомонады созрели для деления. Снова после деления клетки на несколько частей из прорванной оболочки выкатываются детки-хламидомонадки, и все начинается сначала. Так летом на снегу растет красное пятно, занимая все новые и новые площади. Но в середине августа яркое пятно заметно тускнеет. Воздух похолодал, по ночам морозец леденит снег, и хламидомонада начинает готовиться к зимнему покою. Ее содержимое бледнеет, клетка перестает расти и замирает в ожидании приближающейся зимы.

«Красный снег» встречается во многих местах нашей Земли — и в суровых условиях высокогорий, и в зоне вечных снегов Арктики, и на ледяных морях Антарктиды. Хламидомонада снежная неприхотлива в питании. Для развития ей нужен лишь углекислый газ, поглощаемый тающим снегом из окружающего воздуха, да растворенные в талой воде минеральные вещества, сдуваемые в виде пыли ветром со скал. Осваивает водоросль также метеорную пыль, заносимую на землю из межпланетного пространства.

Красный снег. Его также называют арбузным снегом — не только из-за характерного цвета, но и из-за слабого арбузного аромата. Что интересно, вкус его тоже напоминает арбуз. Специфический красный цвет снега обусловлен наличием в нем одноклеточных водорослей — Хламидомонада снежная (Chlamydomonas nivalis), содержащих, кроме зеленого пигмента хлорофилла, красный пигмент астаксантин.
У вас, конечно, возникнет вопрос, а можно ли есть этот снег? Да, попробовать его можно. Большинство водорослей съедобно. Но злоупотреблять все же не стоит, иначе можно доиграться до расстройства желудка.

Но к таким суровым условиям существования приспособлена не одна только хламидомонада снежная. Ученые нашли на снегу и льду в холодных областях нашей страны более ста сорока видов низших растительных организмов. Тут и водоросли, и микроскопические грибы, и бактерии. Каждому виду этих холодолюбов присуща определенная окраска. Поэтому можно встретить не только красный, розовый или оранжевый снег. Наблюдали снег зеленый, коричневый, бурый и даже черный.

Цветной снег долгое время оставался загадочным явлением и вызывал недоумение не только у невежественных людей. Даже альпинисты и полярные исследователи всегда поражались необычности этого явления. Но впоследствии все микроскопические растительные организмы, вызывающие «цветение» снега, были детально изучены. Выяснили, например, что зеленый цвет снегу придают особые виды зеленых водорослей, накапливающие в организме зеленые пигменты; в густой черный цвет окрашен дрожжевой грибок, встречающийся на высокогорьях Кавказа, и так далее. Все эти микроорганизмы, как правило, живут только в верхних слоях снега и не расселяются равномерно по всей его поверхности, а образуют отдельные мелкие пятнышки. В солнечную погоду эти темные пятнышки нагреваются быстрее, чем белые участки снега между ними, а поэтому скопления микроорганизмов оказываются в ямках, образованных подтаявшим под ними снегом.

Очень часто на снегу живет не один какой-либо вид холодолюбивых микроскопических растений, а сразу несколько. Сначала здесь поселяются водоросли. Они довольствуются лишь углекислым газом и минеральными веществами, растворенными в воде. После отмирания старых клеток водорослей, отживших свой срок, органические вещества, накопленные ими при жизни, используют для питания грибки и бактерии. В других, более теплых условиях обитания большинство из этих микроорганизмов существовать не может. Самая любимая ими температура — ноль градусов или чуть-чуть выше.

Ученые предполагают, что неприхотливые водоросли, способные выдерживать крепкие морозы и нуждающиеся только в углекислом газе, воде и минеральной пыли, могли бы обитать даже на других планетах Солнечной системы.

Добавить комментарий