Одноклеточное чудо: посмотрите на водоросли диатомеи под микроскопом

Явив миру одноклеточные водоросли диатомеи почти 200 миллионов лет назад, Природа не переставала без устали трудиться над совершенствованием этого, едва ли не самого своего безупречного, произведения. Но оценить его по достоинству стало возможным только с появлением электронных микроскопов.

Изучение этих удивительных одноклеточных организмов началось вскоре после изобретения микроскопа. Поразительный вид панцирей диатомовых водорослей сразу же привлек внимание не только биологов, но и любителей, для которых их разглядывание под микроскопом превратилось в своеобразное хобби.

На свете существует более 10 тысяч видов этих водорослей, отчетливо различающихся по узору их панцирных оболочек. Глядя в микроскоп или рассматривая изображения, полученные электронным микроскопом, легко поверить в то, что перед тобой какие-то фантастические животные с других планет или футуристические сооружения будущего, но уж никак не одноклеточные водоросли.

ЦЕНТРИЧЕСКИЕ И ПЕННАТНЫЕ

В зависимости от формы панциря все диатомеи делятся на две большие группы. Панцири, образованные круглыми створками, имеют форму диска, высокого или низкого цилиндра и принадлежат к центрическим диатомеям. Водоросли с продолговатыми створками панцирей, похожие на вытянутые эллипсы, например CAMPYLOSIRA GREVILSI (на фото), отнесены к группе пеннатных диатомей.

Интересно, что центрические и пеннатные диатомовые водоросли предпочитают жить в разных местах. Так, пеннатные виды обычно обитают в пресной воде или во влажных местах — на поверхности почвы, на коре деревьев и даже на листьях. Они могут передвигаться, правда, очень медленно, выбрасывая клейкие нити, на которых подтягиваются к тому месту, где прилипла нить. На фото — CAMPYLODISCUS HIBERNICUS — обитатели пресных вод рек и озер.

Из центрических водорослей состоит значительная часть морского планктона. У этих диатомовых приспособлений для движения нет — их просто носит течением. Для того чтобы не «утонуть», диатомеи обзавелись самыми разными «устройствами». Это и многочисленные включения капелек масла, повышающие плавучесть клетки, и чрезвычайно тонкий, пронизанный порами панцирь, имеющий исключительно малый вес. На фото — водоросли, входящие в состав морского планктона:

(1) TRICERATIUM CASTELLIFERUM,
(2) BIDDULPHIA TRIDENS,
(3) BIDDULPHIA LAEVIS,
(4) LITHODESMIUM UNDULATUM.

По отдельности и вместе

Живут диатомовые водоросли и одиночными клетками, и колониями. Последние нередко прикрепляются к каким-нибудь образованиям, но также вполне способны становиться и свободноплавающими. Даже самые крупные колонии возникают из одной клетки за счет ее последовательного деления, затем рост колонии обеспечивается делением всех клеток. Отдельные клетки колонии, оставаясь, впрочем, вполне самостоятельными, обычно объединяются с помощью слизи, выделяемой этими водорослями.

Внешний вид, размеры и форма колоний очень разнообразны — это могут быть и ветвистые трубочки, и листовидные пластинки, и различного рода ленточные, зигзагообразные и звездчатые образования.

За 200 миллионов лет существования диатомей на нашей планете сменялись
геологические эпохи, возникали и исчезали океаны и горные хребты, суровые морозы глобальных похолоданий чередовались с благодатными оттепелями межледниковых периодов, появлялись и вымирали сотни видов животных и растений. Диатомеи же, заставшие еще динозавров, благополучно пережив все катаклизмы вечно меняющейся Земли, жили и размножались, и ныне их потомки, расселившись необычайно широко, продолжают процветать.

ОСОБЕННОСТИ «КОНСТРУКЦИИ»

Для планктонных видов диатомей жизненно важной является способность к парению в воде. Так, например, водоросль BACTERIASTRUM DELICATULUM располагает тонкими длинными щетинками, исполняющими роль поплавков и препятствующими ее погружению.

Клетка диатомовой водоросли SKELETONEMA PUNKTATUM. Панцири этих диатомей обладают короткими и длинными выростами. Соединяясь ими, водоросли образуют цепочечные колонии

Панцирь диатомей состоит из двух равных половинок и очень похож на коробку, имеющую крышку. Одна из его половинок надвигается на другую, охватывая ее снаружи своими краями. На фото — SYNDETONEIS AMPLECTANS. Эта одноклеточная водоросль входит в состав морского планктона

На всей планете

Владения этих крошечных растений простираются от открытых и прибрежных вод океанов и морей до пресных и солоноватых водоемов суши, живут они в термальных источниках и в почве, на стенах влажных пещер, в моховых болотах, в пустынях и даже покрывают плотным коричневым слоем нижнюю поверхность морских льдов Антарктики.

И хотя причины столь успешного существования диатомей в пространстве и времени до сих пор не установлены, доподлинно известно, что эти не различимые человеческим глазом создания играют колоссальную роль в биосфере Земли, ежегодно продуцируя почти четверть всего органического вещества, производимого растительностью планеты. По величине биологической продуктивности незаметные диатомовые водоросли вполне сопоставимы с гигантскими хвойными лесами Северного полушария Земли.

ТРУЖЕНИКИ ФОТОСИНТЕЗА

Такие мельчайшие существа выполняют 20-25% всего фотосинтеза на нашей планете. Находясь в самом начале морской пищевой цепочки, они извлекают и накапливают энергию Солнца, чтобы затем передать ее животным, питающимся диатомовыми водорослями. На фото: диатомовая водоросль BACTERIASTRUM VARIANS HISPIDA.

Почти все диатомовые обладают способностью к фотосинтезу, что стало возможным благодаря наличию в клетке зеленого пигмента — хлорофилла, с помощью которого они улавливают солнечную энергию. Более того, клетка диатомовых водорослей содержит различные хлорофиллы и другие пигменты, а потому способна поглощать световую энергию самых разных лучей спектра. В отличие от других растений диатомовые накапливают продукты фотосинтеза не в форме углеводов (крахмалистых веществ), а в виде жиров (капелек масел. Фотосинтез не прекращается даже при лунном свете.

Диатомовые водоросли особенно распространены в полярных морях, чьи воды содержат грандиозное количество этих мельчайших растений. В одном только литре воды, взятой с поверхности океана, диатомей может оказаться до 15 тысяч. Их отдаленные предки были не менее многочисленны, о чем свидетельствуют километровые толщи инфузорной земли, образовавшейся из миллиардов окаменевших панцирей диатомей. Эти одноклеточные водоросли за миллионы лет своей жизни на планете сформировали колоссальные пласты горных пород, которые встречаются в самых разных районах Земли.