Порядок Зигнемовые - Zygnematales

Порядок объединяет многоклеточные сцеплянки из зиготы которых развивается один проросток. В качестве представителя рассмотрим спирогиру.

Рис. 10. Нитчатые конъюгаты: 1 - клетка спирогиры (Spirogyra) со спиральными хроматофорами; 2 - клетка зигнемы (Zygnema) со звездчатыми хроматофорами; 3 - клетка мужоции (Mougeotia) при ярком освещении; 4 - то же при слабом освещении

Спирогира (Spirogyra), встречающаяся в пресных водоемах, представлена большим количеством видов. Это нитчатые неприкрепленные водоросли изумрудно-зеленого цвета, слизистые на ощупь, образующие большие скопления тины, состоящей из длинных параллельно расположенных нитей. Распространены виды спирогиры в стоячих или медленно текущих водах.

В зимнее время в лабораторной культуре спирогира живет хорошо при ярком электрическом освещении в воде, к которой добавлен питательный раствор Кнопа (из расчета, чтобы общее количество солей не превышало 0,5 г на литр).

Рассматривая спирогиру при малом увеличении микроскопа, убеждаемся, что это нитчатая неветвистая водоросль, состоящая из одного ряда одинаковых клеток, вытянутых в длину. Более детально познакомимся со строением клетки при большом увеличении микроскопа (рис. 10, 1).

Клетки спирогиры покрыты оболочкой из клетчатки и с поверхности одеты слизистым футляром, который удобнее рассмотреть в местах соединения клеток. Здесь видно, что слизь одевает клетки общим покровом. Цитоплазма прижата к клеточным оболочкам и обычно хорошо видна. В центре клетки, в цитоплазматическом мешочке, находящемся на цитоплазматических тяжах, подвешено ядро, имеющее округлую или линзовидную форму; в нем обычно видно ядрышко. Ядро и ядрышко большей частью видны без окрашивания. Полость клетки занята одной большой вакуолей, в ней у некоторых видов видны кристаллики гипса крестообразной или игловидной формы.

В постенном слое цитоплазмы лежат изумрудно-зеленые хроматофоры, которых у различных видов может быть от одного до двенадцати. Строение хроматофора видно при рассматривании препарата в различных оптических срезах. Хроматофор имеет форму спирально закрученной ленты, край его волнистый, по средней же линии тянется темно-зеленая полоска, соответствующая гребню на нем. По средней линии хроматофора расположены пиреноиды округлой формы. Обработаем препарат слабым раствором иода в йодистом калии, тогда вокруг пиреноидов увидим посиневшие крахмальные зерна. Одновременно подкрасится в золотистый цвет ядро.

После знакомства со строением клетки удобно перейти к изучению полового процесса у спирогиры. Материалом может служить собранная в природе конъюгирующая спирогира. Иногда вызывают конъюгацию у спирогиры в лабораторных условиях, помещая ее в дистиллированную воду, насыщенную углекислым газом. Через 5-10 дней материал готов для занятий.

Конъюгация чаще всего происходит между клетками двух нитей, лежащих в непосредственной близости друг к другу. При этом на боковых стенках клеток появляются бугорки, которые, разрастаясь, превращаются в выросты, сталкивающиеся друг с другом. В месте соприкосновения оболочки растворяются, в результате чего образуется канал. Одновременно содержимое клеток начинает отставать от оболочки и из одной клетки переливается в другую, сливается с ее протопластом и образует зиготу. Две нити, клетки которых конъюгируют, напоминают лестницу, поэтому конъюгацию этого типа называют лестничной (рис. 11, 1 и 2).

Зеленая вначале зигота постепенно заполняется запасными питательными веществами, теряет хлорофилл, окрашивается гематохромом, покрывается плотной оболочкой и переходит в состояние покоя. У видов, живущих в мелких, пересыхающих водоемах, половой процесс наступает при пересыхании водоема; у видов, обитающих в более постоянных водоемах, половой процесс происходит обычно осенью.

Значительно реже наблюдается боковая конъюгация, происходящая между соседними клетками одной нити. При этом на боковых стенках клеток, вблизи разъединяющих их перегородок, возникают боковые выросты, растущие навстречу друг другу. Так же как при лестничной конъюгации, возникает канал, по которому содержимое одной клетки переливается в другую (рис. 11, 3). В препарате спирогиры следует найти разные стадии конъюгации: появление боковых выростов, образование канала и начало переливания содержимого, образование зиготы. Следует обратить внимание, что при лестничной конъюгации обычно клетки одной нити переливают свое содержимое и, таким образом, являются мужскими, тогда как клетки второй нити воспринимают это содержимое, являясь женскими, но иногда в одной и той же нити одни клетки отдают свое содержимое, другие воспринимают его.

Рис. 11. Конъюгация у спирогиры: 1 - начальная стадия лестничной конъюгации; 2 - конъюгация закончена, в клетках одной нити видны зиготы; 3 - боковая конъюгация

При благоприятных условиях происходит прорастание зиготы: ядро ее делится дважды, из получившихся четырех ядер три погибают, а одно дает начало проростку.

Зигнема (Zygnema), так же как и спирогира, нитчатая водоросль. Она обитает в стоячих или слабопроточных водах, в старицах, прудах, заводях рек и ведет неприкрепленный образ жизни (см. рис. 10, 2), подобно спирогире, образуя тину из массы неветвистых нитей.

Нити покрыты слизистым футляром и состоят из одинаковых клеток цилиндрической формы. Цитоплазма прижата к стенкам и образует в центре клетки протоплазматический мостик, в котором лежит ядро, заметное без окрашивания или после обработки препарата иодом в иодистом калии. Хроматофоров два, они расположены по обе стороны от средней линии клетки и имеют звездчатую форму, в центре каждого из них находится по пиреноиду (см. рис. 10,2).

Жизненный цикл зигнемы такой же, как у спирогиры. На ней также можно наблюдать процесс конъюгации.

Мужоция (Mougeotia) встречается в прудах, озерах. Скопления желтовато-зеленых неветвящихся нитей мужоции образуют красивые купы близ дна или ближе к поверхности воды.

Большинство видов мужоции неприкрепленные организмы.

Нити мужоции состоят из длинных цилиндрических клеток, длина которых часто во много раз превосходит их поперечник.

В клетке мужоции один пластинчатый хроматофор, на нем находятся пиреноиды. Положение хроматофора в клетке может быть различным: при ярком освещении он становится ребром к источнику света и виден тогда в виде узкой зеленой полоски, проходящей по средней линии клетки. Когда хроматофор находится в таком положении, можно видеть ядро, прижатое к хроматофору близ центра клетки, и зернистую цитоплазму. При рассеянном свете хроматофор повернут к источнику света своей широкой стороной и тогда занимает всю полость клетки. В таком положении на нем видны разбросанные пиреноиды.

Можно наблюдать изменение положения хроматофора, если выдерживать мужоцию при слабом освещении, а затем перенести ее на столик микроскопа. Убедимся, что хроматофоры в клетках повернуты к наблюдателю плоскостью, затем дадим более яркое освещение. Через несколько минут хроматофоры в отдельных клетках начнут повертываться к источнику света своим ребром (см. рис. 10,3 и 4).