Řasy nemají stonky, listy ani kořeny a jsou klasifikovány jako nižší rostliny. Nejjednodušším zástupcem jednobuněčných řas ve své struktuře a funkcích je Chlamydomonas. Jeho jméno je přeloženo ze starověké řečtiny jako „jednoduchý organismus pokrytý rouchem“.
Chlamydomonas – popis
Chlamydomonas je jednobuněčná zelená řasa, která dokáže reagovat na světlo a pohybovat se.
Je to primitivní organismus, který podle biologické klasifikace patří mezi:
Opatrně! Pokud učitel v práci odhalí plagiát, nelze se vyhnout velkým problémům (až vyloučení). Pokud nemůžete napsat sami, objednejte zde.
- doména – eukaryota;
- království – rostliny;
- oddělení – zelené řasy;
- třída – Chlorophyceae;
- řád – Chlamydomonas;
- čeleď – Chlamydomonas;
- rod – Chlamydomonas.
Charakteristika řas
Většina druhů žije v mělkých, dobře vyhřívaných sladkovodních vodách. Právě nahromadění těchto řas jí dodává zelenou barvu.
Existují i druhy, které žijí v půdě a dokonce i na povrchu sněhu nebo ledu. Například sníh z Chlamydomonas způsobuje rozkvět sněhu, který mu dodává růžový nebo načervenalý odstín.
Buňky chlamydomonas jsou poměrně velké, a proto je lze vidět i běžným školním světelným mikroskopem.
Řasy tohoto rodu dobře absorbují organické sloučeniny rozpuštěné ve vodě. Proto jsou široce používány pro čištění odpadních vod. Používají se také k hodnocení obsahu toxinů ve vodě.
V genetických a biologických laboratořích Chlamydomonas často působí jako výzkumný objekt, protože udržování jeho buněčné kultury je relativně snadné.
Struktura
Buňka Chlamydomonas je zvenčí pokryta poměrně silnou buněčnou stěnou skládající se z glykoproteinů – komplexních dvousložkových proteinů, ve kterých je proteinová část spojena se sacharidovou částí pomocí jedné nebo více kovalentních vazeb. Tato strukturální vlastnost odlišuje buněčné stěny zelených řas od buněčných stěn vyšších rostlin, sestávajících z celulózy.
Buňky chlamydomonas mají na jedné straně zaoblený tvar a na druhé straně mírně zúžený. Na zúženém konci jsou dva bičíky. Díky jejich rotaci získávají řasy schopnost pohybu. Tato vlastnost činí organismus Chlamydomonas, který patří do rostlinné říše, podobný živočišnému organismu.
Organely umístěné uvnitř cytoplazmy jsou:
- Oko citlivé na světlo. Tato formace plní funkce fotoreceptoru. Chlamydomonas se vždy pohybuje směrem ke světlu, které potřebuje pro fotosyntézu. A světlo citlivé oko pomáhá buňce určit, která část jezírka je lépe osvětlena. V přírodě se tento jev nazývá pozitivní fototaxe.
- Kontraktilní vakuoly. V buňkách chlamydií jsou dva. Jejich prostřednictvím se z cytoplazmy odstraňuje přebytečná voda. To umožňuje regulovat intracelulární tlak, zabraňuje otoku buněk a poškození jejich membrány.
- Chromatofor. Vypadá jako velká mísa a zabírá téměř celý vnitřní prostor buňky. Jeho funkcemi jsou realizace procesů fotosyntézy a akumulace zásob organických živin, jejichž hlavní součástí je škrob.
- Jádro. Obsahuje genetický materiál buňky.
Životní cyklus
V závislosti na podmínkách prostředí dochází k reprodukci chlamydomonas sexuálně nebo nepohlavně.
Nepohlavní rozmnožování se obvykle vyskytuje v létě ve večerních a nočních hodinách. Mateřská buňka ztrácí bičíky a uvnitř ní začíná mitotické dělení jádra, které vede ke vzniku 4 zoospor. Tvoří své vlastní bičíky. Poté dojde k protržení buněčné membrány a uvolnění mladých organismů do prostředí. V tomto případě se mateřská rostlina chová jako zoosporangium.
Tento rod řas se obvykle uchýlí k sexuálnímu rozmnožování za nepříznivých podmínek.
Jádro dospělého Chlamydomonas obsahuje haploid, tedy jednu sadu chromozomů. Prostřednictvím mitotického dělení tvoří buňka mnoho gamet s bičíky, které mají také haploidní sadu chromozomů. Poté je buněčná membrána zničena a jsou uvolněny do prostředí.
Pokud se setkají dvě přibližně stejně velké gamety, dojde k jejich vzájemnému splynutí (izogamie). V tomto případě vzniká zygota s diploidní chromozomovou sadou. Kolem něj se objeví hustá skořápka, která mu umožňuje přežít zimní chlad.
Za příznivých podmínek se obnoví vitální aktivita zygoty. To je charakterizováno rozdělením jeho jádra prostřednictvím meiotické dráhy. V důsledku toho se vytvoří 4 buňky s haploidní sadou chromozomů, které následně přerostou ve zralé chlamydomonas.
Důležitou vlastností Chlamydomonas je, že po většinu jejich života převládá haploidní stadium. A pouze zygota je diploidní, což odlišuje tento rod řas od většiny ostatních rostlin.
Když rezervoár vyschne, bičíky chlamydomonas zmizí a buněčná membrána se pokryje želatinovým hlenem. Mitotické dělení jádra probíhá v tomto případě bez tvorby pohyblivých zoospor nebo gamet. Vzniklé mladé buňky také hlen.
To má za následek vytvoření velké skupiny zelených nepohyblivých buněk pokrytých želatinovou substancí. Ve vývoji Chlamydomonas se toto stadium nazývá palmelový stav.
Jídlo
Chlamydomonas je charakteristický svým způsobem krmení.
- Autotrofní. Vyskytuje se ve světle a je spojen s procesy fotosyntézy probíhajícími v buňkách chromatoforu.
- Heterotrofní. V noci je fotosyntéza nemožná a zástupci tohoto rodu řas začnou absorbovat organické látky z prostředí.
Chlamydomonas je sice rostlina, ale vyznačuje se nejen autotrofním, ale i heterotrofním způsobem výživy.
Druhová rozmanitost
Rod Chlamydomonas zahrnuje přes 500 druhů. Mezi nimi se v zemích SNS nachází přibližně 100 druhů. Nejběžnější mezi nimi jsou Chlamydomonas nepohyblivé, husté, Akimova, hranaté, kulovité.
Jak moc vám článek pomohl?
Chlamydomonas je jednobuněčný organismus, který je schopen reagovat na světlo a pohybovat se směrem ke svému zdroji. Navzdory strukturální složitosti buňky je tento druh klasifikován jako primitivní rostliny.
Podle biologické klasifikace patří Chlamydomonas k:
- království rostlin;
- oddělení zelených řas;
- Volvox a jednobuněčné řasy;
- čeleď Chlamydomonadaceae;
- rod Chlamydomonas.
Chlamydomonas je všudypřítomný. Není náročný na životní podmínky a intenzivně se rozmnožuje. Naprostá většina zástupců tohoto rodu žije ve sladkých vodách. Nejčastěji v mělkých a dobře prohřátých vodních plochách. Některé formy jednobuněčných řas Chlamydomonas existují v půdě, jiné – na povrchu ledových a sněhových pokrývek, které je barví.
Tato mikroskopická rostlina má stavbu typickou pro jednobuněčné organismy. Chlamydomonas má fotosenzitivní oko. Díky němu se aktivně pohybuje směrem ke zdroji světla při hledání energie pro fotosyntézu. Buňka jako by byla zašroubována do vody pomocí pohybu dvou bičíků.
Chlamydomonas a Chlorella: podobnosti a rozdíly
Oba druhy žijí ve sladkých vodách a jejich miskovitý chromatofor je schopen fotosyntézy. Rozmnožují se produkcí spór.
Pojďme si vyjmenovat rozdíly mezi chlorellou a chlamydomonas:
- Chlamydomonas je zástupcem Volvoxaceae a Chlorella je zástupcem protokokových řas.
- Chlorella je nehybná, postrádá bičíky a světlo citlivé oko. Nehýbe se.
- Chlamydomonas má na rozdíl od chlorelly v těle kontraktilní vakuolu.
- Zoospory Chlamydomonas mají bičíky, autospory Chlorella jsou bez bičíků.
- Chlorella se pohlavně nerozmnožuje. Chlamydomonas může přejít na reprodukci pomocí gamet, pokud jsou podmínky pro její existenci nepříznivé. To zvyšuje schopnost těla přežít tváří v tvář významným změnám faktorů prostředí.
Struktura Chlamydomonas
Typičtí zástupci mají podlouhlý tvar, kulaté jsou méně časté. Na schematickém nákresu připomíná chlorella hrušku. K podlouhlému přednímu okraji buňky jsou připevněny pohyblivé bičíky stejné délky, které umožňují pohyb těla. Na bázi bičíků jsou dvě vakuoly, které odvádějí přebytečnou vodu a odpadní látky a regulují tlak.
Vnitřní část buňky je cytoplazma. Obsahuje velký chloroplast. Má tvar misky a plní nejdůležitější funkce: hromadí škrob a provádí fotosyntézu. Na dně chloroplastu se nachází pyrenoid – útvar, ve kterém je uložena zásoba živin. V horní části buňky je fotoreceptor, je reprezentován okem citlivým na světlo a je kombinací globulí obsahujících červený pigment – hematochrom. Fotoreceptor připomíná velmi primitivní „popravu“ očí vyšších živočichů. Poté, co určí, kterým směrem se světlo nachází, začnou bičíky bít a Chlamydomonas se pohybuje směrem ke svému zdroji – dochází k pozitivní fototaxi.
Pektinová skořápka nemá barvu, je průhledná. Strukturu buněčné stěny tvoří převážně glykoproteiny. Obsahuje také frakce mono- a oligosacharidů.
V buňce Chlamydomonas lze tedy rozlišit: jádro, bičíky, vakuoly, chromatofor, světlo citlivé oko a buněčnou stěnu.
Výživa řas Chlamydomonas
Typ krmení této řasy je smíšený, Chlamydomonas green může být auto- a heterotrofní. Hlavní část látek, které potřebuje, se do těla dostává fotosyntézou. Stejně jako u všech rostlin je pro ně výhodnější autotrofní způsob výživy. V intenzivním světle to stačí: Chlamydomonas neustále v pohybu hledá optimální podmínky. Při nedostatku světla (například v noci) přijímá jednobuněčná rostlina další látky z vnějšího prostředí zachycováním částic výběžkem těla. Zvláštností těchto řas je přítomnost iontových kanálků, kterými pronikají pouze určité látky. Tělo tedy přijímá výživu buněčnou stěnou pomocí heterotrofního typu výživy.
Moderní věda klasifikuje Chlamydomonas jako rostlinu. Ale jeho schopnost krmit se a rozmnožovat jako zvířata je základem kontroverze. Jak správné je připisovat to říši rostlin a ne zvířatům?
Nemáte čas se sami rozhodovat?
Naši odborníci vám pomohou!
Zvláštnosti reprodukce Chlamydomonas
Za příznivých podmínek se proces reprodukce provádí pomocí spor. Pokud je vnější prostředí nepříznivé, používá Chlamydomonas sexuální metodu rozmnožování.
Asexuální proces probíhá tímto způsobem: dospělý organismus se zastaví a zbaví se bičíků. Buňka nabývá zaobleného tvaru a začíná dělení. Na jeho konci se objeví 4 (méně často 8) buňky připravené na autonomní životní cyklus. Buňka se zbaví svého obalu a do prostředí se dostanou drobné jednobuněčné řasy. Každý z nich už má svou lasturu a bičíky. Buňky budou plavat ve vodě, dorůstají do velikosti matky a uvnitř každé z nich se pak vytvoří zoospory. Tento způsob rozmnožování je u těchto organismů převládající. Je to jednoduché a rychlé: po dni jsou dceřiné buňky schopny samostatné reprodukce.
Jak bylo uvedeno výše, pohlavní rozmnožování začíná za nepříznivých podmínek. Je pomalejší a představuje ji izogamie – primitivní způsob rozmnožování. V důsledku mnohočetného jaderného dělení se v mateřské buňce objevují gamety. Může jich být 32 nebo 64. Každý z nich má bičíky, které mu umožňují pohyb. Gamety jsou si navzájem podobné a nerozdělují se na samice a samce. Opouštějí mateřskou buňku a nacházejí se v prostředí. K fúzi dvou gamet dochází prostřednictvím izogamie, když se dvě buňky setkají. Dochází ke vzniku zygoty. Kolem něj se vytvoří ochranný obal, který rozděluje, až příště nastanou příznivé podmínky pro tělo. V důsledku meiózy se vytvoří čtyři haploidní buňky a pouze zygota je diploidní. Některé druhy Chlamydomonas se přitom vyznačují pokročilejšími typy rozmnožování.
Místo výskytu
Zelené chlamydomonas využívá k dýchání kyslík. Žije jak v otevřených nádržích, tak na vlhkých plochách, v akváriích. Řasa snadno snáší nízké teploty, zvýšenou tvrdost vody a kyselost. Vysoká životaschopnost v extrémních podmínkách může být považována za jeden z rysů Chlamydomonas. Jeho stanoviště nemá striktní hranice. Chlamydomonas lze nalézt v teplých vodách, ve studených horských řekách, v bažinách a loužích. Vyvíjí se na povrchu ledu a barví jej do různých barev. Nepříjemným prostředím pro Chlamydomonas je slaná voda, i když existují drobné výjimky.
Význam řasy Chlamydomonas
Pokud je vodní plocha nasycena chlamydomonas, začíná proces zvaný „vodní květ“. To svědčí o vysokém stupni znečištění nádrže. A díky heterotrofní výživě mohou chlamydomonas absorbovat organické látky, eliminovat toxické sloučeniny, a tím čistit životní prostředí. Chlamydomonas významně ovlivňuje životní prostředí tím, že eliminuje znečištění vodních ploch. Předpokládá se, že příliš aktivní množení těchto řas zhoršuje životní podmínky pro ostatní obyvatele nádrže. Přítomnost chlamydomonas má špatný vliv i na obyvatele domácích akvárií.
Zelené chlamydomonas lze pěstovat v rámci vědeckých experimentů. Je chován na čistírnách, aby se zbavil odpadků. V laboratorních podmínkách se Chlamydomonas využívá ke studiu dynamiky chloroplastů, genetiky tvorby bičíků a dalších úloh. To je usnadněno snadností udržování buněčné struktury těchto řas. Chlamydomonas moewusii a Chlamydomonas reinhardtii se často používají jako objekty pro průmyslové pěstování v biotechnologiích. Působí jako modelové objekty pro fyziologické, biochemické a molekulární studie.
Chlamydomonas je zástupcem zelených řas, který je výzkumně zajímavý. Jeho název je odvozen z řeckého „chlamydos“ a „monados“, tedy „plášť“ a „prostá esence“. Přiléhavý název pro tuto úžasnou řasu, která jako by skrývala svou podstatu pod pláštěm.
