14. Диатомовые водоросли. Общая характеристикака.

Распространение в природе и значение.

Особенности размножения и строение панцирей в различных классах.

Н/ц Eucaryota Ц Phytobiota (Plantae) п/ц Phycobionta

Diatomeae (диатомовые водоросли) - Характерной особенностью диатомовых является наличие панциря – клеточной оболочки, пропитанной кремнеземом (целлюлозы нет). Панцирь состоит из двух створок, надевающихся друг на друга, как крышка на коробку. Большая по размеру створка – эпитека покрывает меньшую - гипотеку. Каждая такая половинка состоит из створки («донышка») и спаянного с ней пояскового кольца. Если смотреть на клетку диатомеи «в профиль», то видно, что пояски находят друг на друга.

Стенки панциря пронизаны мельчайшими отверстиями, обеспечивающими взаимодействие протопласта с окружающей средой. У многих планктонных форм диатомей на панцире имеются также разнообразные выросты, увеличивающие площадь поверхности и способствующие парению в толще воды. Клетки ряда видов при помощи этих выростов могут соединяться друг с другом, образуя колонии.

Клетки различных диатомовых водорослей могут иметь (если смотреть со стороны донышка) либо радиальную, либо двустороннюю симметрию. Этот признак является систематическим – первых выделяют в класс Центрические, а вторых относят к классу Перистые, или Пеннатные. Кроме того, пеннатные водоросли имеют щелевидный шов, позволяющий им активно двигаться.

Большая часть клетки диатомовой водоросли заполнена вакуолью, а цитоплазма располагается тонким слоем вдоль стенок. Но ядро обычно помещается в центре клетки, в особом цитоплазменном мостике. В цитоплазме располагаются два хроматофора, в которых содержатся хлорофиллы а и с, а также каротиноиды и ксантофилл диатомин, придающие водоросли желтую или желто-бурую окраску. Но после отмирания клетки диатомей зеленеют, т.к. хлорофилл разрушается позже, чем другие пигменты. Запасные питательные вещества диатомовых водорослей – масла, откладывающиеся в клетке в виде капель, а также волютин и хризоламинарин

У диатомовых преобладает бесполое вегетативное размножение. При делении масса протопласта увеличивается, и обе половинки панциря отодвигаются друг от друга. Ядро митотически делится, затем протопласт разделяется пополам в плоскости, параллельной створкам. После этого дочерние клетки одноклеточных диатомей расходятся, а у колониальных остаются соединенными своими створками. У каждой дочерней особи достраивается гипотека. Таким образом, одна из дочерних клеток меньше материнской. Поэтому в результате ряда последовательных делений размеры клеток в популяции прогрессивно уменьшаются.

Половой процесс необходим диатомовым водорослям для восстановления размеров. Две особи при этом сближаются, сбрасывают створки и обволакиваются общей слизью. Ядро каждой клетки делиться мейозом. Три из образовавшихся ядер исчезают, а оставшиеся сливаются и образуют ауксоспору. После завершения роста и созревания ауксоспоры в ней развивается новая клетка, у которой сначала образуется большая (внешняя), а затем меньшая (внутренняя) половина панциря. По размерам такие клетки значительно превышают родительские – таким образом, половой процесс приводит к восстановлению размеров клеток, измельчавших в результате вегетативного размножения. У центрических водорослей попарное сближение отсутствует.

Класс Центрические диатомеи – Centrophyceae. Клетки одиночные или соединенные в нитевидные или цепочковидные колонии. Форма панциря различная: цилиндрическая, дисковидная, линзовидная, шаровидная, эллипсовидная, бочонковидная, реже призматическая, со вставочными ободками различной формы. Створки в очертании круглые, эллиптические, треугольные и многоугольные, их поверхность плоская или выпуклая, иногда вогнутая, реже волнистая. Ареолы на створках расположены беспорядочно или радиальными, спиральными, тангенциальными рядами. По краю створки размещаются крупные или мелкие выросты и шипы, с помощью которых клетки соединяются в колонии, кроме того, имеются рога, щетинки и другие элементы структуры.

Класс Пеннатные диатомеи – Pennatophyceae - Клетки одиночные или соединены в колонии различного типа. Панцирь симметричный по продольной оси, изопольный, реже гетеропольный, иногда дорсивентральный, редко асимметричный, с пояска линейный, таблитчатый, клиновидный, прямой, иногда S-образно изогнутый, часто со вставочными ободками и септами. Створки в очертании линейные, ланцетные, эллиптические, реже булавовидные, симметричные по отношению к продольной и поперечной плоскостям, реже по отношению только к одной из плоскостей. Структура створок симметричная, представлена мелкими или крупными ареолами, расположенными обычно параллельными рядами, которые у полюсов створки несколько сходятся или радиально расходятся к ее краям. Иногда имеются поперечные ребра, слизевые поры и одиночные щелевидные выросты, мелкие и многочисленные шипики. По продольной оси створки проходит осевое поле, в середине створки оно расширяется, образуя среднее поле. У большинства видов вдоль середины осевого поля расположен щелевидный шов, иногда он сдвинут к краю створки или находится в киле.

Диатомовые обитают в пресных и морских водах, особенно в планктоне морей (служат пищей животных), а также в иле на дне водоёмов, на водных растениях и подводных предметах, на сырой земле , камнях, во мху и т.п.

Диатомовые водоросли служат кормом для многих водных организмов: простейших, молоди рыб, бактерий. По содержанию белков и жиров они не уступают картофелю и некоторым злакам. Диатомовые водоросли играют большую роль в круговороте кремния в природе, в Мировом океане они ежегодно извлекают из воды и используют для построения своих панцирей до 150 х 109 т кремнезема, а, отмирая, образуют особые геологические породы – диатомиты. Диатомит используется как строительный материал. Он обладает хорошей адсорбирующей способностью, поэтому его также используют в медицине, при изготовлении фильтров.