Водоросли — обитатели воды. Они живут как в пресных водоемах, так и в соленых водах морей и океанов. Водоросли очень разнообразны. Знакомство с ними начнем с одноклеточных зеленых водорослей.
Мы живем в век покорения космоса. Скоро наступит время, когда советские космонавты устремятся к далеким планетам. Космические пути длинны. Будущим космонавтам придется проводить в кораблях, несущихся по просторам вселенной, месяцы и годы. Человек потребляет в сутки до 700 литров кислорода и выдыхает много углекислого газа. Как же быть? Научные исследования показали, что обеспечить космонавтов кислородом могут зеленые водоросли. На свету при образовании органических питательных веществ они поглощают углекислый газ и выделяют кислород, беспрерывно пополняя запасы его в воздухе.
Наиболее полезным растением в космических путешествиях, по всей вероятности, будет крошечная одноклеточная водоросль — хлорелла. Почему же именно хлорелла больше других зеленых растений интересует исследователей космоса? Потому, что эта водоросль способна быстро размножаться. Она содержит большое количество белков, равноценных белку сухого коровьего молока.
Хлорелла — одноклеточная зеленая водоросль, широко распространенная в пресных водоемах, морях и почвах. (Клетки ее мелкие, шаровидные, хорошо видимые только с помощью микроскопа. Снаружи клетка хлореллы покрыта оболочкой. Под оболочкой находятся цитоплазма и ядро. Внутри цитоплазмы расположен зеленый хроматофор, в котором на свету образуются органические вещества. Углекислый газ, воду и минеральные соли хлорелла поглощает всей поверхностью тела через оболочку.
В процессе фотосинтеза, то есть создания на свету органических веществ, хлорелла выделяет количество кислорода, значительно превышающее ее массу. При этом хлорелла поглощает гораздо больше солнечной энергии, чем цветковые растения.
Способность хлореллы давать большое количество органических веществ и выделять много кислорода позволяет ученым Предполагать, что хлореллу можно использовать в оранжереях космических кораблей как источник кислорода и пищи для космонавтов. Исследования ученых еще не закончены, но предварительные испытания показали, что именно водоросли могут сопровождать космонавтов в полете, чтобы обеспечить их кислородом, а возможно, и питанием.
Хлорелла — только один из видов одноклеточных водорослей.
Вам, наверное, приходилось летом видеть зеленую гладь пруда или тихую изумрудную заводь реки. Про такую ярко-зеленую воду говорят, что она «цветет». Попробуйте зачерпнуть ладонью «цветущую» воду. Оказывается, что она прозрачна. Это множество плавающих в воде мелких зеленых шариков и пластинок придает ей изумрудный оттенок. Мельчайшие зеленые шарики и пластинки — одноклеточные зеленые водоросли, обитающие в воде. Во время «цветения» мелких луж или водоемов чаще всего встречается одноклеточная водоросль хламидомонада. Рассмотрим это маленькое растение.
Свое несколько странное название водоросль получила от слов: хламида — одежда древних греков и монада — простейший организм. В дословном переводе «хламидомонада» означает: простейший организм, покрытый «одеждой» — оболочкой. Хламидомонада — одноклеточная округлая зеленая водоросль. Она хорошо различима только под микроскопом. Хламидомонада быстро движется в воде при помощи двух жгутиков, находящихся на переднем, более узком конце клетки.
Рис. 153. Внешний вид и размножение водорослей:
1 — хлорелла; 2 — хламидомонада.
Сверху хламидомонада покрыта прозрачной оболочкой, под которой расположены цитоплазма и ядро. Имеется также маленький красный «глазок» — тельце красного цвета, крупная вакуоль заполненная клеточным соком, и две маленькие пульсирующие вакуоли. Хлорофилл и другие красящие вещества у хламидомонады находятся в хлоропласте — хроматофоре.
У хламидомонады хроматофор похож на чашу. Он окрашен хлорофиллом в зеленый цвет, поэтому и вся клетка кажется зеленой. В переводе на русский язык слово «хроматофор» означает «носитель окраски».
Одноклеточная хламидомонада питается, как и зеленые цветковые растения. Всей своей поверхностью хламидомонада поглощает растворы минеральных солей и углекислый газ. На свету в хроматофоре в процессе фотосинтеза образуется органическое вещество — крахмал и выделяется кислород. Но хламидомонада может поглощать из окружающей среды и готовые органические вещества.
Как и все другие живые организмы, хламидомонада дышит кислородом, растворенным в воде.
Летом хламидомонада размножается простым делением. Перед делением она перестает двигаться и теряет жгутики, затем ее ядро и цитоплазма делятся пополам. Новые клетки в свою очередь делятся пополам. Так под материнской оболочкой возникают четыре, а иногда восемь подвижных маленьких клеток. Их называют зооспорами.
Зооспоры покрываются своими оболочками и образуют жгутики. Вскоре они выплывают из разорвавшейся материнской оболочки в воду, начинают жить самостоятельно и превращаться во взрослую хламидомонаду.
Размножение водорослей путем образования зооспор называют бесполым размножением.
При наступлении неблагоприятных условий размножение хламидомонады усложняется. Сначала хламидомонада делится на большое число мелких подвижных клеток со жгутиками. Затем мелкие подвижные клетки разных особей хламидомонады соединяются попарно. При этом цитоплазма и ядро одной клетки сливаются с цитоплазмой и ядром другой клетки. Так из двух клеток образуется одна новая, которая покрывается толстой плотной оболочкой. В таком виде организм зимует. Весной из клетки с толстой оболочкой образуется несколько молодых хламидомонад. Они покидают оболочку материнской клетки, растут и вскоре становятся взрослыми.
Размножение водорослей путем слияния двух клеток и последующего деления новой клетки называют половым размножением.