העולם התת ימי תמיד משך אנשים עם הבהירות, היופי חסר התקדים, הגיוון והתעלומות שלא נחקרו. בעלי חיים מדהימים, צמחים מדהימים בגדלים שונים - כל האורגניזמים יוצאי הדופן האלה לא משאירים אף אחד אדיש. בנוסף לנציגים הגדולים של הצומח הנראים לעין, ישנם גם הקטנים ביותר, הנראים רק במיקרוסקופ, אך מכאן הם לא מאבדים את חשיבותם ומשמעותם בביומסה הכוללת של האוקיינוס. אלו אצות חד-תאיות. אם ניקח את הייצור הכולל של חומר אורגני המיוצר על ידי צמחים תת מימיים, אז רובם מיוצרים על ידי היצורים הזעירים והמדהימים האלה.
אצות: מאפיינים כלליים
באופן כללי, אצות היא תת-ממלכה של צמחים נמוכים יותר. הם שייכים לקבוצה זו מהסיבה שגופם אינו מובחן לאיברים, אלא מיוצג על ידי תלוס או תלוס מתמשך (לעיתים מנותח). במקום מערכת שורשים, יש להם מכשירים להצמדה למצע בצורהrhizoids.
קבוצת אורגניזמים זו היא רבה מאוד, מגוונת בצורה ומבנה, אורח חיים ובתי גידול. המחלקות הבאות של משפחה זו נבדלות:
- red;
- brown;
- green;
- גולדן;
- diatoms;
- cryptophytes;
- yellow-green;
- euglena;
- dinophytes.
כל אחת מהמחלקות הללו עשויה לכלול אצות חד-תאיות ונציגים עם תלוס רב-תאי. צורות האורגניזמים הבאות נמצאות גם:
- קולוניאל;
- filamentous;
- צף חינם;
- מצורף ואחרים.
יש הרבה סימנים לסיווג. אחד החשובים ביותר, הקובע מבחינה מעשית, הוא שיטת ספיגת האנרגיה. נציגי האצות החד-תאיות הירוקות כולם אוטוטרופים, רוב האורגניזמים הרב-תאיים מאותה מעמד מבצעים גם פוטוסינתזה. עם זאת, יש גם צורות הטרוטרופיות, מיקסוטרופיות ואפילו טפיליות.
בואו נחקור ביתר פירוט את המבנה, פעילות החיים והרבייה של נציגים של אורגניזמים חד-תאיים בדיוק השייכים לקבוצות שונות של אצות. בואו נעריך את תפקידם בטבע ובחיי האדם.
תכונות של המבנה של אצות חד-תאיות
מהן התכונות הספציפיות שמאפשרות לאורגניזמים הזעירים האלה להתקיים? ראשית, למרות שיש להם רק תא אחד, הוא מבצע את כל הפונקציות החיוניות של האורגניזם כולו:
- growth;
- development;
- food;
- breath;
- reproduction;
- movement;
- בחירה.
הפונקציה של עצבנות טבועה גם באורגניזמים החד-תאיים האלה.
במבנה הפנימי שלהן, לאצות חד-תאיות אין תכונות שיכולות להפתיע חוקר מתעניין. כל אותם מבנים ואברונים כמו בתאים של אורגניזמים מפותחים יותר. לממברנת התא יש יכולת לספוג את הלחות שמסביב, כך שניתן לטבול את הגוף מתחת למים. זה מאפשר לאצות להתיישב בצורה רחבה יותר לא רק בים, באוקיינוסים ובקווי מים אחרים, אלא גם ביבשה.
לכל הנציגים יש גרעין עם חומר גנטי, מלבד אצות כחולות ירוקות, שהן אורגניזמים פרוקריוטיים. התא כולל גם אברונים חובה סטנדרטיים:
- מיטוכונדריה;
- cytoplasm;
- רטיקולום אנדופלזמי;
- מכשירי גולגי;
- lysosomes;
- ריבוזומים;
- מרכז הסלולרי.
תכונה יכולה להיקרא נוכחות של פלסטידים המכילים פיגמנט כזה או אחר (כלורופיל, קסנטופיל, phycoerythrin ואחרים). מעניינת גם העובדה שאצה חד-תאית יכולה לנוע בחופשיות בעמוד המים בעזרת דגלון אחד או יותר. עם זאת, לא כל הסוגים. יש גם צורות המחוברות למצע.
תפוצה ובתי גידול
בשל גודלם הקטן וכמה מאפיינים מבניים, חד-תאייםאצות הצליחו להתפשט ברחבי העולם. הם גרים:
- מים מתוקים;
- ימים ואוקיינוסים;
- bogs;
- משטחים של סלעים, עצים, אבנים;
- מישורי קוטב מכוסים בשלג וקרח;
- אקווריום.
בכל מקום שאתה פוגש אותם! אז, אצות נוסטוקוקיות חד-תאיות, דוגמאות של כחול-ירוק או ציאנובקטריה, הן תושבי הפרמאפרוסט של אנטארקטיקה. עם פיגמנטים שונים בהרכבם, אורגניזמים אלה מעטרים את הנוף הלבן כשלג בצורה מדהימה. הם צובעים את השלג בגווני ורוד, לילך, ירוק, סגול וכחול, מה שכמובן נראה יפה מאוד.
אצות חד-תאיות ירוקות, שדוגמאות להן הן: כלורלה, טרנטפוליה, כלורוקוקוס, פלאורוקוקוס - חיות על פני העצים, מכסות את קליפתן בציפוי ירוק. הם גורמים למשטח של אבנים, לשכבת המים העליונה, לחלקות אדמה, לצוקים טהורים ולמקומות אחרים לקבל את אותו צבע. הם שייכים לקבוצת האצות היבשתיות או האוויריות.
בכלל, נציגי אצות חד-תאיות מקיפות אותנו בכל מקום, פשוט אפשר להבחין בהן רק בעזרת מיקרוסקופ. אצות אדומות, ירוקות וזהובות, כמו גם ציאנובקטריות חיות במים, אוויר, משטחי מוצרים, אדמה, צמחים ובעלי חיים.
רפרודוקציה ואורח חיים
יש לדון בכל מקרה לאורח החיים של אצה כזו או אחרת. מישהו מעדיף לשחות בחופשיות בעמודת המים, ויוצר פיטובנטוס. סוגים אחריםממוקמים בתוך אורגניזמים של בעלי חיים, נכנסים לקשר סימביוטי איתם. אחרים פשוט מתחברים למצע ויוצרים מושבות וחוטים.
אבל רבייה של אצות חד-תאיות הוא תהליך דומה עבור כל הנציגים. זוהי החלוקה הווגטטיבית הרגילה לשניים, מיטוזה. התהליך המיני נדיר ביותר ורק כאשר מתרחשים תנאי קיום לא נוחים.
רבייה א-מינית מגיעה לשלבים הבאים.
- הכנה. התא גדל ומתפתח, צובר חומרי הזנה.
- אברוני התנועה (פלאגלה) מצטמצמים.
- לאחר מכן, מתחיל תהליך שכפול ה-DNA והיווצרות בו-זמנית של כיווץ רוחבי.
- צנטרומרים מותחים את החומר הגנטי לאורך קטבים שונים.
- ההתכווצות נסגרת, והתא מחולק לשניים.
- ציטוקינזיס מתרחשת בו-זמנית עם כל התהליכים האלה.
התוצאה היא תאי בת חדשים, זהים לאם. הם משלימים את החלקים החסרים בגוף ומתחילים חיים עצמאיים, צמיחה והתפתחות. לפיכך, מחזור החיים של פרט חד-תא מתחיל ומסתיים בחלוקה.
תכונות של המבנה של אצות חד-תאיות ירוקות
התכונה העיקרית היא הצבע הירוק העשיר שיש לכלוב. זה מוסבר על ידי העובדה שהפיגמנט כלורופיל שולט בהרכב הפלסטידים. זו הסיבה שאורגניזמים אלה מסוגלים לבצע את תהליך הפוטוסינתזה, לייצר לעצמם חומר אורגני בעצמם. זהבמובנים רבים יש להם במשותף עם הנציגים היבשתיים הגבוהים ביותר של הצומח.
כמו כן, התכונות המבניות של אצות חד-תאיות ירוקות נמצאות בדפוסים הכלליים הבאים.
- חומר המזון הרזרבה הוא עמילן.
- אברון כמו כלורופלסט מוקף בקרום כפול, שנמצא בצמחים גבוהים יותר.
- Flagella מכוסה שערות או קשקשים משמשים לתנועה. יכול להיות מאחד עד 6-8.
כמובן, המבנה של אצות חד-תאיות ירוקות הופך אותן למיוחדות ומקרב אותן לנציגים מאורגנים מאוד של מינים יבשתיים.
מי שייך למחלקה הזו? הנציגים המפורסמים ביותר:
- chlamydomonas;
- volvox;
- chlorella;
- פלאורוקוקוס;
- euglena green;
- Acrosiphonia ואחרים.
בוא נסתכל מקרוב על כמה מהאורגניזמים האלה.
Chlamydomonas
נציג זה שייך למחלקה כמו אצות חד-תאיות ירוקות. Chlamydomonas הוא אורגניזם מים מתוקים בעיקר שיש לו כמה תכונות מבניות. הוא מאופיין בפוטוטקסיס חיובי (תנועה לכיוון מקור האור), עקב נוכחות של עין רגישה לאור בקצה הקדמי של התא.
התפקיד הביולוגי של כלמידומונס הוא בכך שהוא מייצר חמצן בתהליך הפוטוסינתזה, מקור מזון רב ערך לבעלי חיים. כמו כן, אצה זו היא שגורמת ל"פריחה" של מאגרים. התאים שלו מעובדים בקלותתנאים מלאכותיים, ולכן גנטיקאים בחרו בכלמידומונס כמושא למחקר וניסויים במעבדה.
Chlorella
כלורלה אצה חד-תאית שייכת גם היא לחטיבה הירוקה. ההבדל העיקרי שלו מכל האחרים הוא שהוא חי רק במים מתוקים, והתא שלו נטול דגלים. יכולת הפוטוסינתזה מאפשרת שימוש בכלורלה כמקור חמצן בחלל (בספינות, רקטות).
בתוך התא מכיל קומפלקס ייחודי של חומרים מזינים וויטמינים, שבזכותם אצה זו מוערכת מאוד כבסיס מזון לבעלי חיים. אפילו לאדם, אכילתו תועיל מאוד, כי 50% מהחלבון בהרכבו עדיפים בערכו האנרגטי על דגנים רבים. עם זאת, זה עדיין לא השתרש כמזון לאנשים.
אבל כלורלה משמשת בהצלחה לטיפול במים ביולוגי. אתה יכול לצפות באורגניזם זה בצלחת זכוכית עם מים עומדים. נוצר ציפוי ירוק חלקלק על הקירות. זו כלורלה.
גרין יוגלנה
אצה חד-תאית היא ירוקה Euglena, השייכת למחלקת Euglena. צורת הגוף יוצאת הדופן והמוארכת עם קצה מחודד עושה אותו שונה מאחרים. יש לו גם עין רגישה לאור ודגל לתנועה אקטיבית. עובדה מעניינת היא שיאוגלנה היא מיקסוטרוף. הוא יכול להאכיל בצורה הטרוגנית, אבל ברוב המקרים הוא מבצע את תהליך הפוטוסינתזה.
במשך זמן רב היו מחלוקות לגבי הבעלות על זהאורגניזם לכל ממלכה. לפי כמה סימנים, מדובר בבעל חיים, לפי אחרים - צמח. הוא חי במאגרים מזוהמים בשאריות אורגניות.
פלאורוקוקוס
אלו אורגניזמים ירוקים מעוגלים שחיים על סלעים, אדמה, אבנים, עצים. הם יוצרים ציפוי ירוק-כחלחל על משטחים. הם שייכים למשפחת אצות ה-Chaetophore של המחלקה הירוקה.
דווקא ליד הפלאורוקוקוס אפשר לנווט ביער, שכן הוא מתיישב רק בצד הצפוני של העצים.
Diatoms
אצה חד-תאית היא דיאטום וכל המינים הנלווים לו. יחד הם יוצרים דיאטומים, הנבדלים זה מזה בתכונה מעניינת אחת. מלמעלה, הכלוב שלהם מכוסה במעטפת יפהפייה מעוצבת, שעליה מוחל דוגמה טבעית של מלחי סיליקון ותחמוצתו. לפעמים הדפוסים האלה כל כך מדהימים שזה נראה כמו סוג של מבנה ארכיטקטוני או ציור מורכב של אמן.
עם הזמן, נציגים מתים של דיאטומים יוצרים מרבצים יקרי ערך של סלעים המשמשים בני אדם. קסנתופילים שולטים בהרכב התא, ולכן צבען של אצות אלו זהוב. הם מהווים מזון רב ערך לבעלי חיים ימיים, מכיוון שהם מהווים חלק משמעותי מהפלנקטון.
אצה אדומה
מינים אלה נעים בצבעים מאדום בהיר לכתום ועד אדום. פיגמנטים אחרים המדכאים כלורופיל שולטים בהרכב התא. אנו מתעניינים באצות אדומות, צורות חד-תאיות.
לקבוצה זושייך למחלקת אצות הבנגוי, הכוללת כ-100 מינים. רובם חד תאיים. ההבדל העיקרי הוא הדומיננטיות של קרוטנים וקסנטופילים, פיקובילינים על פני כלורופיל. זה מסביר את הצביעה של נציגי המחלקה. ישנם כמה מהאורגניזמים הנפוצים ביותר בקרב אצות אדומות חד-תאיות:
- porphyridium.
- chrootse.
- geotrichum.
- asterocitis.
בתי הגידול העיקריים הם מי אוקיינוס ומי ים בקווי רוחב ממוזגים. באזורים הטרופיים, הם הרבה פחות נפוצים.
פורפירידיום
כל אחד יכול לראות היכן חיות אצות חד-תאיות ממין זה. הם יוצרים סרטים אדומים בדם על הקרקע, הקירות ומשטחים רטובים אחרים. לעתים נדירות הם קיימים לבדם, בעיקר מתאספים במושבות מוקפות ריר.
משמש בני אדם לחקר תהליכים כגון פוטוסינתזה באורגניזמים חד-תאיים ויצירת מולקולות רב-סוכרים בתוך אורגניזמים.
Chrootse
האצה הזו היא גם חד-תאית ושייכת למחלקת האדומים, מחלקת הבנגואים. המאפיין העיקרי שלו הוא היווצרות של "רגל" רירית להצמדה למצע. מעניין ש"רגל" זו יכולה לחרוג מגודל הגוף עצמו כמעט פי 50. ריר מופק על ידי התא עצמו בתהליך החיים.
אורגניזם זה מתיישב על קרקעות, יוצר גם ציפוי אדום בולט, חלקלק למגע.
