Строение хроматофоров водорослей и бактерий

Хроматофоры (носители окраски) - этим именем можно назвать все окрашенные тела, заключающиеся в клетках растений, но специально им называются таковые, заключающиеся в клетках водорослей, в отличие от хлорофилльных зерен и хромопластов, заключающихся в клетках высших растений.

В то время как у последних носители хлорофилла имеют постоянную форму, у водорослей форма разнообразна (см. рис. 1); в этой группе встречается большое разнообразие видов пигментов, причем самый совершенный представляют зеленые зерна, которые, начиная со мхов, мы встречаем у всех высших растений. Только хроматофор зеленых водорослей содержат лишь один хлорофилл, у всех незеленых находится еще какой-либо фикохром, и по цвету бурые хроматофоры называются меланофоры или феофоры (феопласты), красные - эритрофоры (родопласты) и т. д.

Все водоросли, за исключением сине-зеленых, хроматофор которых представляет спорный вопрос, имеют резко оформленные хроматофоры; как хлорофилл, так и фикохромы (смесь этих 2-х пигментов в хроматофоре называется хромофиллом) никогда не распределены равномерно по всей плазме.

Простейшие водоросли (зеленые, диатомовые и т. д.) содержат хроматофор, имеющие вид пластинок, заключающихся в плазме клеток. Пластинки эти иногда цельные, с цельными краями, напр. у близкого к спирогире мезокарпуса. У других края с вырезками острыми или тупыми, волнистые, завитые и т. д. Хроматофоры часто бывают продырявлены, так что имеют вид сетки, иногда вырезки их развиты настолько, что они принимают расчлененную форму, причем хроматофор дробится.

У многих водорослей пластинка хроматофора облегает часть внутреннем стенки клетки, причем облегает или почти всю стенку, наподобие кольца или пояска. У некоторых водорослей, напр. у спирогиры, хроматофор в виде ленты, облегающей цилиндрическую клетку по спирали; таких лент одна или несколько.

У сфероплеи в клетке - несколько кольцевидных хроматофоров. Один или несколько пластинчатых хроматофоров с вырезками находится у многих диатомей и т. д. У некоторых кладофор продырявленная пластинка дает выросты внутрь клетки, образующие там сеть. Могут присутствовать выросты пластинки, причем хроматофор с выростами может иметь звездчатую форму, а иногда двойную.

У шаровидных клеток (хламидомонады) хроматофор, окружающий клетку бывает сильно утолщен, так что сам принимает почти полную форму шара.

У всех высших водорослей (харовые) хроматофоры состоят из многих находящихся в каждой клетке мелких округлых или неправильной формы тел.

Рис. 1. Хроматофоры:

1-3 Чашевидный (простой, двух- и многолопостной);

4-корытовидный; 5-дисковидные;

6-кольцевидный; 7-лентовидные;

8-спиралевидные; 9-сетчатый;

10-звездчатые; 11,12 -пластинчатый осевой

Как все хлоропласты, хроматофоры никогда не образуются в клетках вновь, а происходят через деление, которое происходит при помощи перетяжек, разделяющих его на две и более равных или неравных частей. Основа хроматофора бесцветная, плазматическая и окрашенное вещество расположено в ней лишь участками. Отношение окрашенного вещества к основе, тонкое строение ее и т. д. окончательно еще не выяснены и представляют вопросы спорные и крайне трудные. У многих водорослей, за исключением харовых, большинства красных, некоторых зеленых и т. д., находятся в хроматофорах особые бесцветные, большей частью сильно преломляющие свет тела, так называемые пиреноиды. Состоят они из вещества, по своим реакциям подобного веществу ядра - хроматину, особенно же веществу ядрышка. Они делятся, так же как и хроматофоры, через перетяжку. Эти тела окружены крахмальными зернами у тех водорослей, у которых последний находится. Крахмал у водорослей образуется из хроматофоров приблизительно так же, как и из хлорофилльных зерен.

Все клетки водорослей обладают хроматофорами, в бесцветных они лишь бесцветны или слабо окрашены; в тех клетках, которые вследствие физиологического приспособления становятся бесцветными (волоски, части мужского полового аппарата и т. д.), хроматофоры обесцвечиваются и разрушаются.

Рис. 2. Комбинированное схематическое изображение прокариотической (бактериальной) клетки со жгутиками схематично представленными в правой части рисунка, дополнительные мембранные структуры, имеющиеся у фототрофных и нефототрофных бактерий, - в средней части, а включения запасных веществ – в левой части. Для большей наглядности показаны лишь немногие рибосомы, особенно в левой части схемы. 1 – гранулы полиоксимасляной кислоты; 2 – жировые капельки; 3 – включения серы; 4 – трубчатые тилакоиды; 5 – пластинчатые тилакоиды; 6 – пузырьки; 7 – хроматофоры; 8 – ядро (нуклеоид); 9 – рибосомы; 10 – цитоплазма; 11 – базальное тельце; 12 – жгутики; 13 – капсула; 14 - клеточная стенка; 15 - цитоплазматическая мембрана; 16 – мезосома; 17 – газовые вакуоли; 18 – ламеллярные структуры; 19 – гранулы полисахарида; 20 – гранулы полифосфата (Шлегель Г., 1987).

Цианобактерии – группа фотосинтетических организмов, составляющих группу первичных продуцентов как в наземных, так и в водных экосистемах. Устаревшее название – сине-зеленые водоросли. По строению клетки цианобактерии – типичные прокариоты с фотосинтетическими мембранами, собранными в тилакоиды. В них располагается хлорофилл а, как у зеленых растений, но отсутствует хлорофилл b. В качестве дополнительного пигмента присутствуют фикобилины.