Отдел Зеленые водоросли

Определения и обозначения

Зелёные водоросли — отдел организмов, клетки которых содержат зелёные пигменты и способны к фотосинтезу. В него входят одноклеточные, колониальные и многоклеточные формы, чаще всего обитающие в воде. По этим признакам их отличают от других водорослей и понимают, почему они участвуют в образовании органических веществ и кислорода.

Слоевище (таллом) — тело водоросли, не разделённое на настоящие органы и ткани. Оно может иметь форму одной клетки, нити, пластинки или колонии. Этот термин нужен, чтобы не называть тело водоросли стеблем или листом: такие органы характерны для высших растений.

Хроматофор — часть клетки водоросли, содержащая пигменты. В зелёных водорослях в нём находятся хлорофилл и другие пигменты, поглощающие свет. Поэтому хроматофор обеспечивает фотосинтез и снабжает клетку органическими веществами.

Колония — группа связанных между собой клеток, живущих как единое объединение. При этом клетки колонии обычно сохраняют относительную самостоятельность, поэтому она не равна одной клетке и не полностью похожа на многоклеточный организм. Такое понятие помогает различать, например, колониальный вольвокс и нитчатые водоросли.

Как это устроено

Пигменты зелёных водорослей поглощают энергию света, необходимую для фотосинтеза. Используя эту энергию, клетка превращает воду и углекислый газ в органические вещества, которыми питается и из которых строит своё тело. Побочным продуктом процесса становится кислород, поэтому водоросли обогащают им воду и воздух.

Хламидомонада живёт в воде и потому имеет приспособления для активного движения. Два жгутика на переднем конце клетки совершают волнообразные движения и перемещают её, а светочувствительный глазок помогает выбрать направление к свету, где фотосинтез идёт эффективнее. Сократительные вакуоли периодически удаляют лишнюю воду, которая поступает в клетку из окружающей пресной воды.

Хлорелла не имеет жгутиков и органов движения, поэтому переносится водой или остаётся на поверхности влажных мест. Её небольшая клетка содержит хроматофор и получает энергию благодаря фотосинтезу. При бесполом размножении внутри материнской клетки образуются дочерние клетки, которые после её разрушения выходят наружу.

У колониальных и многоклеточных форм клетки соединяются и образуют слоевище, но степень их зависимости различается. Вольвокс представляет собой шаровидную колонию клеток, связанных слизью, тогда как спирогира образует длинную нить из последовательно соединённых клеток. Улотрикс тоже имеет нитчатое слоевище и обычно прикрепляется к подводным предметам специальной клеткой.

Бесполое размножение увеличивает число особей без слияния половых клеток: используются деление, споры или дочерние клетки. При половом размножении две половые клетки сливаются, поэтому потомство получает признаки от двух исходных клеток. Разные способы появились потому, что представители отдела отличаются строением, образом жизни и условиями обитания.

Сравнение представителей зелёных водорослей

Таблица помогает сопоставить представителей по четырём главным признакам: организации тела, месту жизни, движению и размножению. Сначала определите, является ли организм одноклеточным, колониальным или многоклеточным. Затем сравните, какие приспособления помогают ему жить и каким способом он образует потомство.

Разбор задач

Задача 1

Определите, почему хламидомонада, несмотря на одноклеточное строение, способна самостоятельно передвигаться в воде и реагировать на освещение. Нужно связать особенности её клетки с условиями жизни. Обратите внимание не только на движение, но и на выбор направления.

1. Установите, какой органоид непосредственно перемещает клетку: это жгутики.
2. Определите роль глазка: он воспринимает свет и помогает двигаться к освещённому месту.
3. Свяжите признаки с образом жизни: в воде клетке нужно самой искать подходящее освещение.

Ответ: хламидомонада передвигается с помощью двух жгутиков. Светочувствительный глазок позволяет ей реагировать на направление света и выбирать место, где фотосинтез будет эффективнее.

Задача 2

Сравните хлореллу и хламидомонаду: найдите общее в их строении и объясните различие в способах передвижения и размножения. Обе водоросли состоят из одной клетки, поэтому все жизненные процессы происходят внутри неё. Различия нужно искать в наличии жгутиков и способе образования новых клеток.

1. Назовите общие признаки: обе формы одноклеточные, содержат хроматофор и фотосинтезируют.
2. Сравните движение: хламидомонада имеет жгутики, а хлорелла их не имеет и переносится водой.
3. Сопоставьте размножение: у хлореллы дочерние клетки формируются внутри материнской, а у хламидомонады возможны разные формы бесполого и полового размножения.

Ответ: общее у водорослей — одноклеточное строение и способность к фотосинтезу. Хламидомонада активно плавает и размножается разными способами, а хлорелла неподвижна и образует дочерние клетки внутри материнской.

Задача 3

В пробе из водоёма обнаружены зелёные нитевидные организмы с клетками, соединёнными в цепочки. Определите возможный тип строения и объясните, какие признаки помогут отличить такой организм от колонии. Главное — выяснить, образуют ли клетки единое тело или только объединены в группу. Для этого сравнивают их взаимосвязь и степень самостоятельности.

1. Найдите форму тела: цепочка клеток указывает на многоклеточное нитчатое слоевище.
2. Проверьте связь клеток: в нити они постоянно соединены и составляют единый организм.
3. Отличите колонию: в ней клетки связаны слабее, сохраняют большую самостоятельность и часто имеют сходное строение.

Ответ: обнаруженный организм, вероятнее всего, является нитчатой многоклеточной водорослью, например спирогирой или улотриксом. О едином слоевище говорят постоянное соединение клеток и их совместная работа, а не просто скопление отдельных клеток.

Типичные ошибки

Слоевище считают стеблем или листом. Так ошибаются, потому что водоросль иногда похожа на растение внешне. Проверка проста: у слоевища нет настоящих органов и тканей высшего растения.

Любую группу клеток называют многоклеточным организмом. Колонию принимают за многоклеточную форму, если видят много соединённых клеток. Нужно выяснить, образуют ли клетки единое тело и зависят ли они друг от друга.

Считают, что все зелёные водоросли подвижны. Такое обобщение возникает после знакомства с хламидомонадой. Проверьте наличие жгутиков: у хлореллы их нет, поэтому она не плавает самостоятельно.

Полагают, что все водоросли размножаются одинаково. Ошибка появляется, если запомнить только один пример. Сравнивайте представителей: у них встречаются деление, дочерние клетки, споры, фрагментация и половое размножение.

Связь с другими темами

До изучения зелёных водорослей нужно знать основные части растительной клетки, хлоропласты и значение фотосинтеза. Эти знания объясняют роль хроматофора и зелёных пигментов.

Тема связана с бактериями и одноклеточными организмами: так легче сравнить размеры, строение клетки, движение и способы размножения одноклеточных форм.

Позже знания пригодятся при изучении других водорослей и растений, пищевых цепей водоёмов и круговорота веществ, в котором водоросли создают органические вещества и выделяют кислород.

Что запомнить

• Зелёные водоросли содержат пигменты, необходимые для фотосинтеза.
• Тело водоросли называют слоевищем, или талломом.
• Зелёные водоросли бывают одноклеточными, колониальными и многоклеточными.
• Хламидомонада передвигается с помощью жгутиков.
• Хлорелла — одноклеточная неподвижная водоросль.
• Водоросли размножаются бесполым и половым путём.
• Многие зелёные водоросли живут в пресной воде.