Хламидомонада – одноклеточная зелёная водоросль, представитель одноимённых рода и семейства. Это одно из самых примитивных растений, хотя структура клетки хламидомонады достаточно сложна.
Многие виды хламидомонад обладают двумя жгутиками, с помощью которых они могут быстро передвигаться в воде.
Клетка хламидомонады имеет овальную или грушевидную форму. Она имеет бесцветную, прозрачную пектиновую оболочку; по этому признаку растительную клетку можно отличить от животной. Однако в клеточной оболочке нет целлюлозы, вопреки мнению учёных в более ранние годы. В передней части тела имеется удлинённый «носик», к которому прикреплены два одинаковых по длине жгутика.
Внутренняя часть клетки представлена цитоплазмой, в которой имеется один хлоропласт больших размеров. В нижней его части находится пиреноид – особое образование, служащее для хранения запасных питательных веществ. Пиреноид содержит много белка. В верхней части хлоропласта находится красный глазок. Его функция напоминает глаза высших животных – конечно, в более примитивном «исполнении»: глазок определяет, с какой стороны находится свет, и в эту сторону направляется хламидомонада.
Хлоропласт имеет форму чаши; внутри неё находится больших размеров ядро, в котором плавает также крупное ядрышко. В передней части клетки имеются сократительные вакуоли; они необходимы для того, чтобы регулировать внутриклеточное давление и выделять продукты жизнедеятельности.
Как и многие одноклеточные организмы, хламидомонада имеет два типа размножения:
При бесполом размножении ядро, хлоропласт и затем цитоплазма делятся, образуя определённое количество дочерних клеток – зооспор; обычно их бывает 4, иногда 8. Зооспоры сначала находятся в оболочке материнской клетки, которую потом разрывают и выходят наружу. Это очень простой, но быстрый вид размножения: уже через сутки дочерние клетки способны размножаться самостоятельно.
Половое размножение более медлительно. У большинства видов, однако, преобладает изогамия – наиболее примитивный способ полового размножения. В клетке образуются гаметы, которых довольно большое количество – 32 или 64. Они похожи на зооспоры; при изогамии гаметы не разделяются на мужские и женские и внешне абсолютно одинаковы.
Когда оболочка материнской клетки разрывается, гаметы сливаются парами, каждая из которых образует зиготу. Она некоторое время находится в состоянии покоя, после чего разрывает оболочку и делится, образуя четыре новые клетки.
У некоторых видов хламидомонад имеются более совершенные типы полового размножения – гетерогамия (мужская и женская гаметы различаются размером) и оогамия (гаметы представляют собой маленький подвижный сперматозоид и крупную неподвижную яйцеклетку).
Хламидомонада – пример организма со смешанным типом питания. Поскольку она обладает хлоропластом, она способна к фотосинтезу – как любое растение. Однако она может и поглощать готовые органические вещества, с помощью выпячивания участков клетки захватывая частицы пищи.
Одна из особенностей этих водорослей – наличие так называемых ионных каналов. Эти образования пропускают внутрь клетки и выпускают из неё только определённые вещества.
Гетеротрофное питание хламидомонад имеет огромное значение для экологии: эти водоросли способны очищать водоёмы от загрязнений. Каждый раз, когда водное пространство загрязняется, в том числе отходами человеческой деятельности, поверхность водоёма покрывается плотной зелёной оболочкой; это не что иное, как стаи хламидомонад, поднявшиеся со дна с целью покормиться.
Этот процесс именуется «цветением воды». Через некоторое время вода полностью очищается, а вместо живых клеток образуются зиготы, которые снова опускаются на дно. Во время следующего загрязнения зиготы прорастают, и новые клетки опять поднимаются «на пастбище».
Существуют хламидомонады, способные жить при очень низких температурах. Обитают они в толще снега и льда. При «цветении» они окрашивают снег в разные цвета – в зависимости от имеющегося в клетках пигмента. Лёд и снег благодаря их жизнедеятельности окрашивается в красный, бурый, чёрный, жёлтый или зелёный цвета.
Хламидомонад легко выращивать в искусственных условиях. Благодаря этому они используются как материал для изучения генетики.