Строение клеток развивающихся листьев элодеи канадской (Elodea canadensis Michx.)
Элодея – пресноводное растение с мутовками продолговато-овальных листьев на тонком стебле. Наиболее молодые клетки, структура которых еще не сформирована, составляют мелкие зачатки листьев, расположенные на верхушке побега под конусом нарастания. Для приготовления препарата верхушку побега (не более 1 см длиной) кладут на предметное стекло в большую каплю воды и осторожно под микроскопом или лупой двумя препаровальными иглами удаляют крупные листья. Самые мелкие чешуевидные листья, скученные на верхушке побега, отрывают от стебля, расправляют, накрывают покровным стеклом и рассматривают при малом, а затем при большом увеличении микроскопа. Размеры и форма клеток зависят от размеров развивающейся листовой пластинки. Самые молодые листовые зачатки, которые удается отделить от стебля, состоят из клеток, очертания которых довольно сильно варьируют. Большинство клеток многоугольные, некоторые – узкие, удлиненные. Часто встречаются клетки только что возникшие в результате деления. Оболочки клеток очень тонкие, плотно сомкнутые. Клетки заполнены густой цитоплазмой, окружающей крупное, хорошо заметное ядро. Мелкие тельца, также расположенные в цитоплазме, представляют собой хлоропласты (Рис. 6а, б).
Рис. 6. Строение клеток листа элодеи: а, б, – последовательные стадии развития клеток; 1 – ядра; 2 – пластиды; 3 – вакуоли
В нижерасположенных листьях по мере увеличения размеров клеток число пластид и их размеры увеличиваются, содержимое клеток становится более светлым, прозрачным вследствие появления вакуолей с водянистым клеточным соком; ядра заметны не во всех клетках. У молодых клеток может быть несколько мелких вакуолей, которые по мере роста и дифференцировки клетки сливаются друг с другом и образуют одну или несколько крупных вакуолей, занимающих до 90 % всего объема клеток. Центральная вакуоль отделена от цитоплазмы одинарной мембраной, сходной по толщине с плазмалеммой. Такая мембрана называется тонопласт. Вакуоли выполняют разнообразные функции. Одной из главных функций является поддержание тургорного давления клеток. Растворенные в соке вакуолей молекулы определяют его осмотическую концентрацию. Также вакуоли могут использоваться клетками в качестве накопительных резервуаров, где не только откладываются запасные вещества, но и собираются метаболиты, предназначенные для экскреции. Чтобы увидеть ядра,листья можно обработать раствором йода в водном растворе йодида калия (убивающего клетку), от этого реактива ядра становятся бурыми.
Задание.Приготовить временный препарат зачатка листа. Рассмотреть и зарисовать молодую и развивающуюся клетку. Сделать подписи к рисункам. Описать различия молодой и развивающейся клетки.
Строение клеток сформированного листа элодеи
Оторванный от стебля лист кладут нижней стороной в каплю воды на предметное стекло, накрывают покровным стеклом и рассматривают при малом и большом увеличении микроскопа. Лист элодеи значительно больше поля зрения микроскопа, поэтому даже при работе с малым увеличением препарат приходится передвигать. Лист состоит из двух слоев клеток, причем клетки верхнего слоя, обращенного к наблюдателю, крупнее клеток нижнего слоя. Уже при малом увеличении обращает на себя внимание неравномерная окраска листовой пластинки, в середине которой вдоль листа располагается «средняя жилка», состоящая из более светлых клеток. Краевые клетки листа почти прозрачные. Некоторые клетки выступают наружу в виде острых зубцов (Рис. 7а) с концами, обращенными к верхушке листа. В клетках основания листовой пластинки зубцов нет (Рис. 7б). Наружные стенки зубцов очень толстые, красновато-бурые.
Параллельно «средней жилке» вдоль листа проходят узкие темные полосы разной длины. Они представляют собой систему межклетников – пространств между клетками верхней и нижней сторон листа, заполненных воздухом. Под микроскопом межклетники выглядят темными из-за большой разницы в показателях преломления света воздуха (n=1) и клеточных оболочек (n=1,5). Когда вода, показатель преломления света которой близок показателю преломления оболочек (n=1,33), войдет в межклетники через поврежденные места и вытеснит из них воздух, межклетники станут незаметными.
Рис. 7. Клетки сформированного листа элодеи:1 – ядро; 2 – хлоропласты; 3 – вакуоль; 4, 8 – цитоплазма; 5 – зубчик листа; 6 – оболочка клетки; 7 – межклетник; 9 – клетки «средней жилки»
Клетки имеют тонкие прозрачные стенки, плотно соединенные между собой. Размеры, форма клеток, а также число содержащихся в них зеленых пластид – хлоропластов варьируют.
Клетки «средней жилки» узкие, сильно вытянутые по длине листа, пластид в них немного, большинство из них располагается вдоль боковых стенок. Очертания этих пластид овальные.
Клетки, прилегающие к «средней жилке», более широкие, квадратные, многоугольные или продолговатые. В клетках много пластид, в плане они округлые, в боковой проекции – овальные или эллиптические. Ядро, цитоплазма и вакуоль в клетке не видны, так как показатели преломления света всех этих структур примерно одинаковы. Ядро становится заметным, если лист обработать раствором йода в водном растворе йодида калия, однако следует помнить, что этот реактив убивает клетку.
О наличии цитоплазмы и об условных границах клеточной вакуоли можно судить лишь по перемещению пластид, происходящему вдоль клеточных стенок по часовой или против часовой стрелки, что характерно для кругового, или ротационного движения. В таких клетках цитоплазма, окружающая крупную центральную вакуоль, занимает постенное положение. В клетках только что оторванного листа цитоплазма обычно не движется или движется очень медленно, но спустя несколько минут движение становится хорошо заметным сначала в клетках средней жилки, а затем и в прилегающих к ней клетках.
Клетки, расположенные по краю листовой пластинки, вытянуты в длину, но значительно короче клеток средней жилки. Их наружные стенки толще внутренних. Клетки бедны содержимым, находящиеся в них немногочисленные пластиды значительно мельче, чем в остальных клетках. При внимательном рассмотрении в краевых клетках, в том числе и в зубцах, можно видеть ядра, представляющие собой светлые мелкозернистые тельца.
Ознакомиться с общим планом строения листа, следует более детально рассмотреть особенности слагающих его клеток при большом увеличении.
Задание.Приготовить временный препарат сформированного листа элодеи. Рассмотреть, зарисовать и описать препарат. Сделать подписи к рисункам.
Источник
Элодея
Представителей рода Элодея (Elodea) зачастую называют «водяной чумой», и совершенно справедливо. Эти многолетние водные растения относятся к семейству Водокрасовые. Их отличительной особенностью являются неприхотливость и бурный рост. При попадании в подходящие условия элодея разрастается настолько стремительно, что может вытеснить местную водную флору. Известны случаи, когда густые заросли элодеи мешали судоходству.
Элодеи имеют очень длинные и гибки стебли, длина некоторых растений в природе может достигать 2-3 м. Также растение способно образовывать массу боковых побегов. Корни элодеи развиты слабо, они белые и тонкие. Такими корнями она способна фиксировать положение в почве, что, однако, абсолютно не мешает ей расти и развиваться, даже просто плавая в толще воды. На буроватых побегах имеются мутовки из 2-3 просвечивающих листьев зеленого цвета. Длина листочков составляет около 1 см, ширина – 5 мм. Край у листа заостренный, на боковых поверхностях имеются зубчики.
История
Исторической родиной элодеи являются вяло текущие и стоячие водоемы Северной и Южной Америки. Но, будучи случайно завезенной на Европейский континент, элодея стала инвазивным видом. Благодаря своей неприхотливости, это растение способно выжить практически в любом водоеме мира.
В России элодея появилась в 1882 году. Она была использована для украшения Ботанического сада в Санкт-Петербурге. Небольшие отростки, попавшие в ближайшую речку, совсем скоро превратились в зеленые плавающие островки. Не прошло и нескольких лет, как элодея добралась и до Байкала. В наше время ее можно встретить во многих водоемах России и Украины.
Содержание и размножение
С содержанием элодеи в аквариуме не возникнет никаких трудностей даже у новичков.
Оптимальная температура для роста большинства видов – 17-24°С. Слишком низкая температура воды замедляет рост элодеи. Такие параметры, как жесткость и кислотность, практически не играют роли при содержании элодеи. Главное, чтобы не наблюдалось резких перепадов, в результате которых элодея может сбросить листья.
Самым важным фактором для выращивания элодеи является уровень освещения. Оно должно быть достаточно ярким и одинаковым во всех уголках аквариума. При недостатке освещения листья у элодеи начинают гнить и опадать.
В аквариуме с элодеей желательна достаточная фильтрация, так как мелкие листья растения прекрасно задерживают частички мути, и без фильтра само растение очень быстро становится непрезентабельным.
Элодея может прекрасно обходиться без дополнительных подкормок при наличие достаточного количества органики в аквариуме.
Размножается элодея вегетативно – черенкованием стебля. Желательно, чтобы черенок был размером не менее 20 см. Будучи посаженной в грунт, элодея выпускает тонкие, белые корешки, которые фиксируют ее положение. При благоприятных условиях есть возможность наблюдать цветение элодеи. Стоит отметить, что элодея – растение двудомное, то есть мужские и женские цветки располагаются на разных растениях. Но на Европейском континенте распространились только женские особи, поэтому опыления и образования семян не происходит.
Возможно содержание в декоративных прудах. Распространившись по всему дну, растения создадут прекрасные изумрудные заросли.
Виды элодеи
Элодея густолиственная, или Элодея зубчатая (Elodea densa)
Природным ареалом данного вида элодеи являются водоемы Аргентины, Бразилии, Парагвая и Уругвая.
Стебель напоминает шнурок, на котором имеются крупные (до 5 см) листья. Окрас листьев изменяется от бледно-зеленого до ярко-зеленого цвета. Форма и цвет растения напрямую зависят от условий содержания. Корневая система развита плохо. Максимальный размер в аквариуме 60-70 см. В хороших условиях может наблюдаться цветение. Цветки у элодеи густолиственной крупные, белые, трехлепестковые. Рост растения наблюдается в течение всего года.
Содержать элодею лучше всего в холодноводном аквариуме, желательно, чтобы температура не поднималась выше 20°С. Подходит как мягкая, так и жесткая вода. Оптимальная кислотность: 6,5-7,5. Хорошо отзывается на подачу СО2.
Освещение в аквариуме должно быть ярким и интенсивным.
Элодея канадская (Elodea canadensis)
Длинностебельное многолетнее растение. Размер отдельных особей элодеи канадской может достигать 2 м. в длину. Растение может быть как плавающим, так и закрепляться в грунте с помощью длинных ризоидов. Корневая система отсутствует.
На тонких и ломких стеблях располагаются мелкие ярко-зеленые, полупрозрачные листья. Они собраны в мутовки по три листа в каждой.
Элодея канадская – неприхотливый вид. Предпочитает холодную воду, поэтому для содержания в тропическом аквариуме не подойдет. Приспосабливается к жизни в воде с любой жесткостью и кислотностью. Однако при резкой пересадке из емкости с мягкой водой в емкость с жесткой водой растение может погибнуть.
Элодея канадская предпочитает яркое освещение.
Размножение вегетативное, происходит черенками стебля. Обрезку лучше совершать вне аквариума, поскольку сок из тканей растения может быть ядовит для мальков и замедляет рост некоторых других растений.
Использование элодеи
В промышленности элодею часто используют в качестве корма скоту и как зеленое удобрение. Также она является хорошим модельным объектом для опытов по наблюдению за движением цитоплазмы в растительных клетках.
В аквариумной культуре элодею используют, прежде всего, при первом запуске. Заброшенная в аквариум, элодея очень быстро идет в рост. Активно потребляя азотистые соединения и ускоряя тем самым становление биологического баланса в аквариуме с одной стороны, с другой растение активно потребляет питательные элементы, что снижает вероятность развития водорослей. Быстро растущая зеленая масса выделяет большое количество кислорода. Также элодея служит естественным фильтром, частички грязи легко оседают на густых листьях растений. Не стоит забывать и о бактерицидных веществах, выделяющихся элодеей в воду.
Также часто используется как самостоятельное растение в оформлении заднего плана аквариума. Самое главное, не забывать вовремя подстригать отрастающие побеги. Элодея прекрасно подходит для аквариумов с живородящими рыбками, ее густая листва станет отличным убежищем для мальков.
Источник