Цель: Изучить происхождение, биологию, систематику и значение эвгленовых водорослей.
План лекции:
1. Происхождение
2. Биология
3. Систематика
4. Экология и значение в природе
5. Химический состав
6. Использование
7. Культивирование
Эвгленовые водоросли имеют монадную организацию, немногие – коккоидную и амебовидную. Около 1000 видов. Их строение, физиологические и биохимические особенности значительно отклоняются от аналогичных особенностей других водорослей.
Эвгленовые чаще встречаются в пресных водоемах, предпочитая мелкие водоемы, богатые органическими веществам. Иногда они образуют на поверхности водоема пленку, в которой представлены неподвижными клетками. Немногие паразитируют, поселяясь в кишечнике коловраток и других мелких животных, а также лягушек и на жабрах рыб.
У большинства представителей тело вытянутое в продольном направлении, покрыто пелликулой. У некоторых в поверхностном слое пелликулы содержатся стрекательные капсулы. Пелликула - плотный белковый слой протопласта, располагается под плазмаллемой (цитоплазматическая мембрана). Пелликула дает возможность совершать ползающие движения. У некоторых представителей протопласт снаружи клетки образует домиккоричневого цвета, из которого выступает жгутик. Цвет домика обусловлен отложениями на нем железа и марганца.
На переднем конце тела находится бутылковидное углубление – резервуар, или ампула, расширяющееся книзу, а кверху переходящее в более или менее прямую трубку, которая открывается наружу (глоточный канал или воронку). В резервуар изливается содержимое пульсирующих вакуолей и через канал выводится наружу. От основания резервуара отходят 2 жгутика, реже несколько,. Иногда второй жгутик редуцирован, но в основании резервуара имеется 2 базальных тела. В основании длинного жгутика лежит парабазальное тело. На спинной стороне резервуара расположена стигма сложного строения. Стигма помещается вне хроматофора, вблизи жгутика с парабазальным телом. Сти́гма (глазо́к) — внутриклеточный органоид, имеющийся у многих одноклеточных, в том числе одноклеточных жгутиковых водорослей. Наличие стигмы обусловливает способность организма к фототаксису (однако фототаксисом обладают и многие организмы, лишенные стигмы, например, многие виды инфузорий). Стигма обычно включает пятно ярко-красного цвета, представляющее собой скопление глобул, содержащих пигмент гематохром. Строение стигмы у разных организмов различно: в большинстве случаев у водорослей они являются частью хлоропласта, располагаясь между ламеллами, однако у эвгленовых глазки находятся вне хроматофора.
Для эвглены показано, что световоспринимающей частью глазка является не стигма (скопление липидных гранул и пигмента), а парабазальное тело — утолщение базальной части подвижного жгутика, содержащее высокоупорядоченные стопки мембран. Имеются митохондрии.
Ядро в клетке одно, округлое или удлиненное, с одним или несколькими ядрышками. Его деление (митоз) носит примитивный характер и отличается от типичного ядерного деления тем, что в течение всего процесса сохраняется ядерная оболочка, ядрышко не растворяется, а делится перетяжкой.
Хроматофоры зеленого цвета содержат хлорофиллы «а» и «б», альфа и бета каротины, ксантофиллы, имеют разную величину и форму (звездчатую, пластинчатую, зернистую, ленточную). Фотосинтетические ламеллы состоят из нескольких тилакоидов (обычно 3-х).
Продукт ассимиляции – углевод парамилон – производное глюкозы и образуется в виде зерен или палочек в цитоплазме. У некторых бесцветных форм вместо парамилона в качестве запасного продукта отлагаются липиды.
Эвгленовые размножаются продольным делением в подвижном или неподвижном состоянии. В последнем случае перед делением клетка увеличивается, сбрасывает жгутики и покрывается слизью. После окончания деления вновь образовавшиеся клетки вырабатывают жгутики и выходят из слизи. Процесс деления всегда начинается с перешнуровывания полюса, несущего жгутики. Этому предшествует деление ядра, удвоение жгутикового аппарата и стигмы. Отделение дочерних клеток сопровождается их вращением вокруг оси тела. Процесс занимает 2 – 4 часа.
Наличие полового процесса не доказано. При неблагоприятных условиях у некоторых эвгленовых могут образовываться цисты.
Многие эвгленовые водоросли питаются миксотрофно, некоторые – гетеротрофно (осмотрофно) или имеют животный тип питания, захватывая твердые пищевые частицы (бактерии, детрит и т. д.). Многие водоросли обладают способностью достаточно легко переключаться в определенныхусловиях с фотоавтотрофного способа питания на ассимиляцию орга-нических соединений иосуществлять гетеротрофный или фотогетеротрофный тип питания или сочетать эти способы питания с фотосинтезом. При культивировании зеленых эвгленовых в темноте они становятся бесцветными и используют органические источники из питательного раствора.
Класс Euglenophyceae – Евгленовые водоросли
Ø Порядок Евтрепциевые – Eutreptiales
• Род Eutreptia
• Род Astasia
Ø Порядок Евгленовые – Euglenales
• Род Euglena
• Род Peranema
• Род Trachelomonas
Род Phacus.
В отделе один класс – Эвгленовые. Рассматриваем 2 порядка - Евтрепциевые и Евгленовые.
Порядок Евтрепциевые – Eutreptiales. Объединяет фототрофных представителей с двумя равными или почти равными жгутиками. Включает роды Евтрепция, Евтрепциелла, Астазия, Дистигма, Рабдонема, Петаломонас, Циклидиопсис и другие.
Род Евтрепция – клетки с глазком и двумя почти равными жгутиками. Многочисленные пластинчатые хлоропласты собраны в звездчатые группы по 25–30 штук. В этих группах они расходятся радиально от центрального пиреноида. Штрихи на пелликуле расположены по спирали. Известно пальмеллоидное состояние и покоящиеся споры. Делится как в подвижном, так и в неподвижном состоянии. Встречается в пресных и морских водах, может вызывать цветение воды.
Род Астазия – клетки имеют один жгутик и многочисленные парамилоновые гранулы. Хлоропласты и глазок отсутствуют. При плавании клетки меняют форму тела. Пелликула спирально заштрихованная. Питание осмотрофное. Вероятно, произошли от окрашенных представителей. Часто встречаются в болотах и водоемах с гниющими растительными остатками.
Порядок Евгленовые – Euglenales. Фототрофные и произошедшие от них гетеротрофные представители с осмотрофным и фаготрофным способами поглощения питательных веществ, с двумя неравными жгутиками. У ряда видов имеется специальный аппарат для захватывания и поглощения пищи. Порядок включает роды Евглена, Трахеломонас, Евгленопсис, Гетеронема, Перанема и другие.
Род Евглена – одноклеточные организмы с одним видимым жгутиком. Клетки уплощенные, вытянутые в длину, иногда спирально закрученные. Питание преимущественно миксотрофное. Глазок имеется. Размножаются в подвижном или неподвижном состоянии. Могут образовываться цисты, известно пальмеллевидное состояние. В клетках может находиться большое число гранул с каротиноидом астаксантином. Они маскируют зеленый хлорофилл, придавая клетке красную окраску. При массовом развитии такие виды вызывают на свету красное "цветение" воды. Евглена быстро плавает, ползает, сильно изменяя форму тела.
Род Перанема – бесцветные пресноводные фаготрофы. Один жгутик направлен вперед, у него подвижен только кончик, другой короткий, расположен в специальной борозде и тянется вдоль клетки. Глазок отсутствует. Питаются другими водорослями, клетками дрожжей. Имеется специальный аппарат для переваривания пищи.
Род Трахеломонас – имеет зеленые метаболичные клетки, расположенные внутри окрашенных домиков. Домик может становиться желтым, коричневым или почти черным. Домик гладкий или орнаментированный. Жгутик выходит через отверстие в домике. При размножении через это отверстие выходит одна или обе дочерние особи, которые вырабатывают в воде собственные домики.
Род Факус – фототрофы с уплощенным неметаболизирующим телом, на заднем конце часто заканчивающимся бесцветным прямым или согнутым отростком. Штрихи на пелликуле расположены продольно или по спирали. Жгутик один, хлоропласты мелкие, многочисленные. Встречаются в различных пресных водоемах.
Эвгленовые водоросли активно участвуют в процессах самоочищения воды, причем некоторые виды служат биологическими индикаторами степени загрязнения водоемов.
В лабораториях эвгленовые водоросли часто используют доя биологических и таксономических исследований, так как они легко культивируются и представляют собой хорошие объекты для изучения фотосинтеза, фототаксиса, тонкого стоения хроматофоров, движения жгутиков. В медицинской практике особенно популярна E. gracilis, в частности для выяснения действия антибитиков, гербицидов, ростовых веществ, для количественного определения в среде витамина В 12, к недостатку которого этот организм очень чувствителен.