Тема 28. Відділ діатомові водорості –bacillariophyta

 

   Загальні зауваження. Діатомові водорості – це одноклітинні, колоніальні або нитчасті мікроскопічні організми кокоїдної, рідше пальмелоїдної структури світло-жовтого чи бурого кольору. Забарвлення їх обумовлене наявністю низки пігментів, серед яких переважають лютеїн, каротин, ксанто

філ та специфічний пігмент діатоміт та діатоксантин, що маскують хлорофіл "а" та "с". Характерною особливістю є наявність кремнеземового панцира навколо клітини, який складається з двох половинок, що надіті одна на одну, як кришечка на коробочку. Більша зовнішня частина - епітета, находить своїми краями на меншу внутрішню — гіпотеку (рис. 74а - на прикладі пінуларії). Кожна з половинок в свою чергу складається із стулки з характерною для даного виду структурою та більш тонкого безструктурного поискового кільця. Стінки панцира пронизані порами, які забезпечують обмін речовин між протопластом та оточуючим середовищем. У рухливих форм з боку стулки є шов або щілина та вузли і рух клітин обумовлений переміщенням цитоплазми та виділеним нею слизом в шві і вертикальних каналах, які проходять в вузлах.

   При опрацюванні діатомових водоростей прийнято вивчати їх з двох позицій: зі стулки та з пояска.

   За будовою клітини - це типові евкаріоти. Клітина складається із протопласта, оточеного цитоплазматичною мембраною, що тісно прилягає до кремнеземового панцира (целюлозна оболонка відсутня), містить цитоплазму, ядро, а більша частина клітини заповнена вакуолями з клітинним соком. Хлоропласти дрібні, зернисті, без піреноїдів, або масивні пластинчасті з одним або декількома піреноїдами. Запасна поживна речовина - олія, волютин, рідше лейкозин, але відсутній крохмаль. Більшість представників характеризується фотоавтотрофним типом живлення, але є міксотрофи та гетеротрофи. Для живлення та життєдіяльності необхідний Si, оскільки при його відсутності формуються виродливі форми.

   Розмноження - нестатеве - вегетативний поділ клітин на 2 половинки (дочірня клітина одержує лише одну половинку панцира, а інша - гіпотека - добудовується) та за допомогою спеціалізованих клітин - рухливих спор (зокрема, зооспор) і статеве - кон'югація та гаметогамія (ізо-, гетеро- і оогамія). Вегетативні особини — диплоїдні, і лише гамети - гаплоїдні.

   Діатомові водорості нараховують біля 5 тисяч видів, з яких в Україні виявлені понад 700 видів (близько 1000 внутрішньовидових таксонів), що поширені у солоних та прісних водоймах, на вологому грунті, скелях, корі дерев, у мулі на дні водойм. Найбільше різноманіття діатомових спостерігається у планктоні океанів та бентосі прісних водойм, проте серед обростань різних предметів вони також широко представлені.

   За формою панцира діатомові водорості ділять на дві групи: центричні - з радіально-симетричним панцирем (наприклад, Cyclotella Ktitz.) та пенатні, які мають двосторонньо-симетричний панцир (наприклад, Pinnularia Ehrenb.) (рис. 74а). Проте, в систематичному плані, відділ діатомових водоростей поділяють нині на три класи: косцінодіскові, фрагілярієві та діатомові.

   Об’єкт: Пінуларія - Pinnularia sp.

   Завдання. 1. На прикладі пінуларії вивчіть особливості будови пенатних форм діатомових водоростей.

   2. В альбомі зарисуйте вигляд пінуларії з різних сторін: 1 - зі стулки, 2-з пояска та позначте складові частини.

   Обладнання і матеріали: мікроскоп МБР-1, таблиці, постійні препарати пінуларії.

   Література:

   Мікроскопічні дослідження препарату пінуларії. Пінуларія - одноклітинна водорість, що характеризується двобічною симетрією клітин та є однією з широко поширених водоростей і звично трапляється на дні різних типів водойм та на мулистому дні акваріумів. Завдячуючи своїм досить великим розмірам клітин, її легко виявити в препараті під мікроскопом.

   Краплину з проби матеріалу відібраного із вказаних водойм нанести на предметне скло та накрити покривним скельцем і при малому збільшені мікроскопу розшукати клітини пінуларії. В препараті трапляються клітини обернені до нас стулкою (видовжено-еліптичної форми), або ж пояском (прямокутної форми). Якщо є лише перші або другі, то, обережно рухаючи покривне скельце або натискуючи на нього препарувальною голкою, можна перевернути клітини з одного боку на другий та спостерігати зміну від прямокутника (вигляд з пояска) до лінійної, ланцетної чи овальної форми (вигляд зі стулки). Полюси клітин - широко заокруглені, іноді відтягнуті або головчасті. В клітині розрізняються два пластинчастих хлоропласти жовто-бурого кольору, які звично прилягають до пояска. Посередині клітини в протоплазматичному містку міститься ядро, помітне іноді без забарвлення або після забарвлення метиленовою синькою, а з обох боків від містка – дві великі вакуолі. У вигляді блискучих крапель у вакуолях помітна запасна олія. При великому збільшенні мікроскопу розгляньте деталі структури стулки пінуларії: ребра, вузлики і шов. Ребра представляють собою поперечно розміщені камери в стулці, які сполучаються з внутрішньою порожниною клітини широкими отворами. Краї отворів мають вигляд двох поздовжніх ліній, що перетинають ребра (нерідко ця структура відзначається лише як гладенькі поперечні риски). Ребра розміщені по боках стулки, а посередині залишається безструктурна смуга, на якій є три вузлики (два кінцевих - біля полюсів та один центральний), які відповідають внутрішнім потовщенням панцира і під мікроскопом мають вигляд яскравих утворів. Між вузликами проходить так званий шов, який під мікроскопом помітний у вигляді одно-, дво- або три контурної лінії, що є, насправді, щілиною в панцирі. Шов відіграє важливу роль у життєдіяльності клітини - поліпшує обмін речовин та сприяє її активному руху. Зверніть увагу на форму клітини з різних сторін та на особливості її будови і структурні елементи.

Рис. 73а. Пінуляріа зелена (Pinnularia viridis): 1 – вигляд порожньої клітини із стулки; 2 – вигляд порожньої клітини з пояса; 3 – поперечний розріз клітини; 4 – клітина з протопластом; 5 – поділ клітин: 6 – рух клітин в розчині туші. с – стулка, к – пояскове кільце, г – гіпотека, е – епітека, х – хроматофор, я – ядро, в – вакуоля, п – протоплазма, о – краплі олії р – ребра, ву – вузлики, ш – шов, т – склеяні слизом частинки туші.

   Зарисуйте клітини пінуларії. На рисунках відобразіть: вигляд клітини із стулки; вигляд клітини з пояска; структурні елементи: стулка, пояскове кільце, гіпотека, епітека, хлоропласт, ядро, протоплазма, краплини олії, ребра, вузлики, шов.

   Висновки. 1. Пінуларія - одноклітинна водорість, що характеризується двобічною симетрією клітини. 2. Клітини мають кремнеземовий панцир, який складається з двох половинок — епітети та гіпотеки. 3. Клітини розрізняються за формою при вигляді з боку стулки та з боку шва. 4. Структурними елементами панцира є ребра, вузлики, шов.