Особенности строения хлореллы: среды обитания, выращивание под микроскопом
Хлорелла — это одноклеточная водоросль, у которой есть способность осуществлять фотосинтез.
Обнаружить хлореллу можно практически везде, но основные среды ее обитания это:
Многообразие сред обитания — результат простого строения хлореллы, способности к быстрой адаптации и изменениям окружающей среды. Поэтому неудивительно, что хлорелла принимала активное участие в накоплении биомассы и развитии кислородной атмосферы.
Хлорелла содержит множество витаминов, что позволило использовать ее в качестве пищевой добавки. Эта водоросль улучшает пищеварение, насыщает организм жирными кислотами, укрепляет иммунитет, а в некоторых случаях может использоваться вместо пшеницы или мяса.
С помощью хлореллы также лечат вирусные заболевания и очищают организм от токсинов. Кроме того, хлорелла доступна для рассмотрения под микроскопом.
Хлорелла принадлежит к низшим растениям и характеризуется округлой формой. Также она является зеленой водорослью, одноклеточной и автотрофом.
Под автотрофностью понимают способность организма производить органические вещества на свету с помощью хлорофилла при участии воды, света и углекислого газа.
Почти все пространство внутри фотосинтезирующей клетки занято зеленым пластидом — хлоропластом. Нередко образец хлореллы, необходимый для изучения под микроскопом, выращивается в домашних условиях.
- набрать немного воды из пруда в лабораторную посуду или специальную лабораторную пробирку;
- добавить в нее фермент пепсин (он есть в аптеке) и сахар;
- дождаться появления на стенках пробирки зеленоватого налета;
- нанести культивированный биологический материал на обезжиренное предметное стекло, равномерно распределяя;
- накрыть материал покровным стеклом;
- удалить лишнюю жидкость с помощью фильтровальной бумаги.
Небольшое увеличение показывает, что хлорелла имеет шарообразную форму и довольно толстые стенки, которые состоят из целлюлозы и клетчатки. Внутри клетки находятся ядро и цитоплазма. Так же в ней есть хроматофор — а это примерно 70% от клеточного объема. Он богат на хлорофилл, что обеспечивает хлорелле зеленую окраску. У хлореллы нет жгутиков, сократительной вакуоли и красного глазка, как у хламидомонады.
Процесс размножения хлореллы легко виден под микроскопом. Размножение этой водоросли осуществляется при помощи спор и довольно интенсивно. Это бесполый тип размножения. Многократное митотическое деление увеличивает количество хлорелл в несколько тысяч раз всего за сутки.
После разрыва материнской оболочки хлореллы обычно появляется около 8 дочерних клеток, которые быстро увеличиваются, делятся и повторяют заданный цикл развития еще несколько раз.
Такой процесс проще всего наблюдать в чашке Петри: внутри нее создается своего рода террариум, поддерживается нужная температура и влажность. В таких условиях водоросли наращивают до момента высокой концентрации биомассы, в процессе изучая условия обитания и устанавливая взаимоотношения с окружающей средой.
Специализированная фотокамера на микроскопе позволяет делать точные и информативные фотографии. Она вставляется на место оптического окуляра в окулярную трубку. Суть в том, что ПЗС-матрица видеоокуляра перенаправляет картинку с помощью USB-канала на экран ноутбука или компьютера. Это позволяет делать фото и видео в увеличении, проводить простые измерения диаметра и линейных параметров.
Среда обитания хлореллы
То, что водоросль под микроскопом можно так легко изучать, обусловлено ее неприхотливостью в отношении среды обитания. Иногда хлореллу можно обнаружить на стволе дерева, внутри банки с водой и сладким раствором.
Несмотря на то, что хлорелла является миксотрофом, она может всасывать питательные вещества всем телом. Хлорелла содержит нутриенты, полноценные белки, витамины, жиры, углеводы, минеральные соли и даже антибиотики. Это еще одна из причин, почему ее выращивают в лабораторных условиях.
Есть 2 варианта разведения водоросли:
- Подкармливание специализированными веществами в неглубоких прудах.
- Разведение в лабораторных условиях по образу современных микробиологических ферм.
При погружении освещенность водоема уменьшается, поэтому обычно хлорелла обитает на глубине не ниже 6 метров. Такие условия позволяют осуществлять достаточный фотосинтез.
Температурные колебания заметно влияют на хлореллу, как и состав воды — в результате урожайность фитопланктона сокращается. Проточный способ культивирования планктона — наиболее оптимальный: при нем подача свежей жидкости и питания, сбор готового урожая происходит за счет самой водоросли. Преимущество такого выращивания — непрерывность процесса, минимальные затраты и максимальная продуктивность.
Подводя черту, отметим, что хлорелла по праву считается наиболее ярким представителем одноклеточных миксотрофов. Водоросль является полноценным компонентом биогеоценозов: она производит огромное количество первичного вещества биомассы, которая используется другими организмами (гетеротрофами). Под микроскопом хлорелла выглядит как стандартная одноклеточная водоросль — миксотроф.
Источник
Хлорелла — это. Водоросль хлорелла
Особенное положение среди низших растений занимают зеленые водоросли, к которым относится хлорелла. Это определенный вид растительности, способный существовать в разных условиях, например, в воде, на суше и пр. По мнению ученых, представители именно этой наиболее крупной группы водорослей (существуют еще бурые, красные, золотистые и другие) являются предками высших современных растений. Удивительна одноклеточная хлорелла не только этим. В 1960 году она одна из первых побывала в космосе. Хлорелла – это вид растений, который является бессменным спутником моряков на подводных лодках. Биологи относят данный его к семейству хлорелловых (Chlorellaceae). Наиболее распространенной считается Chlorella vulgaris. Она встречается в лужах, в небольших прудах, и даже в канавах. В чем же секрет ее популярности и широкого использования?
Краткое описание вида
Хлорелла – это микроскопическая водоросль. Размер тела (слоевища или таллома) низшего растения составляет 2 и более микрона. Ее можно рассмотреть только под микроскопом. Позиционируется как самостоятельно функционирующий организм, представленный одной-единственной клеткой. Хлорелла настолько мала, что в 1 кубическом сантиметре воды может разместиться до нескольких миллионов подобных представителей флоры.
Хлорелла: строение
Как уже ранее звучало, хлорелла одноклеточная, ее форма может быть как эллипсоидальной, так и шаровидной. Покрыт микроорганизм специфической целлюлозной оболочкой, которая достаточно тонкая и гладкая. Внутри состоит из одного хлоропласта и ядра. Располагаются они пристеночно. Цитоплазма играет роль хранилища, где накапливаются крахмал и жиры.
Особенности
Чем была на заре зарождения жизни на Земле древняя хлорелла? Это гигантский поставщик кислорода в атмосферу. В водной среде она также является незаменимой, в частности, отвечает за наполнение питательными веществами, что, соответственно, позволяет накопить достаточно энергии для живых организмов. Своим зеленым цветом она обязана присутствующему в ней хлорофиллу. Для уникального процесса фотосинтеза ей необходимы, как и любому другому растению, вода, углекислый газ и солнечный свет. Хлорелла — теплолюбивое растение и осуществляет свою невероятно значимую функцию при температуре около 28 °С.
Кроме хлорофилла, водоросль имеет другие части слоевища: оболочку, полужидкое содержимое клетки и ядро. А вот органов передвижения, как у многих других ее собратьев, у нее нет. Водоросль пассивно плавает в пресной воде в виде фитопланктона.
Способ размножения
Размножение хлореллы происходит исключительно бесполым способом, в благоприятных условиях, путем деления клетки пополам. Отвечает за этот сложный процесс ядро. Предварительно, на этапе подготовки клетки к размножению, ее органы удваиваются. Она увеличивается в размерах, затем внешняя оболочка растягивается и разрывается. Из одной материнской получаются две дочерние клетки. На какое-то время в цикле хлореллы наступает перерыв, а затем все повторяется заново.
Среда обитания
Благодаря своему несложному строению и фотосинтезирующей функции зеленая водоросль хлорелла прекрасно освоила не только водную, но и другие среды обитания: воздушную, почвенную и даже организменную. Некоторые виды зоохлореллы сожительствуют с другими организмами в статусе «квартирантов».
Значение
Главное богатство хлореллы для человека представляет ее фантастический состав. Как показали исследования биохимиков, внутренняя среда ее клетки почти наполовину состоит из белка, 1/3 часть – из сахара. Белка в хлорелле почти в 6 раз больше, чем в пшенице. Помимо этого, она содержит витамины, жиры, минеральные соли и другие органические вещества. Причем состав водоросли является величиной непостоянной, он может меняться в зависимости от условий ее содержания. Следовательно, выращивание хлореллы в искусственно созданных резервуарах или в домашних условиях может значительно изменить растение. Например, с помощью определенного освещения управляют компонентами состава клетки, задавая необходимые показатели.
Применение
В Японии и других странах хлореллу широко применяют в качестве полезной добавки к пище. Ее выпуск налажен в самых разных видах (экстракта, порошка, таблеток). У каждой фармацевтической формы существуют свои конкретные преимущества, поэтому перед употреблением нужно ознакомиться с инструкцией по применению. Медицинские препараты, содержащие в своем составе зеленую водоросль, повышают иммунитет. Ведется тестирование и мониторинг использования ее в качестве лечения больных раком. Хлорелла, применение которой способствует улучшению работы дрожжей, часто используется в хлебопекарном производстве. Такие изделия получаются пышными, вкусно пахнут и долго не черствеют.
Благодаря активному размножению в 1 литре воды может образовываться до 60 грамм водоросли в чистом остатке. Человеку достаточно будет 500 грамм в сутки питательных веществ, содержащихся в хлорелле. Соответственно, сосуд на 10 литров, населенный зелеными водорослями, может полностью удовлетворить потребность человека, находящегося в замкнутом пространстве, не только в пище, но и в кислороде для дыхания и жизнедеятельности.
Оказалась незаменимой хлорелла в составе комбикормов для крупного рогатого скота, свиней, птиц, рыб и даже пчел. Урожай пшеницы или картофеля значительно уступает «урожаю» водоросли с равноценной плантации. Примечательно и то, что от нее нет отходов — ни соломы, ни листьев, ни корней. Все ее маленькое тельце – это одни сплошные питательные вещества.
Хлорелла служит также индикатором загрязненных водоемов. Ее используют в качестве биологической очистки канализаций, сточных вод и естественных природных водных объектов.
Из-за уникальных строения и функций на «малютку» возложены огромные надежды, и простая зеленая водоросль с успехом их оправдывает.
Источник
2. Одноклеточные водоросли
Водоросли возникли и живут в воде. Они появились на Земле намного раньше всех остальных групп растений. Среди водорослей есть микроскопические одноклеточные, так и крупные многоклеточные организмы. Тело водорослей не разделено на органы, поэтому их относят к низшим растениям . Они могут размножаться бесполым и половым способами.
Зелёные водоросли живут в солёных и пресных водоёмах и в сырых местах на суше. Их можно встретить на поверхности почвы, на коре деревьев, на камнях и стенах зданий.
Одноклеточные водоросли можно обнаружить с помощью микроскопа в воде мелких водоёмов, когда вода становится изумрудной, т. е. наблюдается её «цветение».
Одна из самых распространённых одноклеточных водорослей — хламидомонада .
У хламидомонады на переднем конце клетки есть два жгутика. С помощью жгутиков хламидомонада передвигается в воде.
Клетка покрыта прозрачной оболочкой, под которой находится цитоплазма. В цитоплазме имеется ядро, зелёный хроматофор и крупная вакуоль, заполненная клеточным соком. Есть также две маленькие пульсирующие вакуоли и красный «глазок» (светочувствительное тельце).
Хлорелла — неподвижная зелёная водоросль, которая нетребовательна к условиям и встречается в водоёмах, на коре деревьев и на поверхности почвы.
Микроскопические неподвижные клетки имеют шаровидную форму. Клетки хлореллы покрыты плотной целлюлозной оболочкой. Под ней находится цитоплазма с ядром и зелёным хроматофором.
Источник