БіологіяБіологія – це цілі організми, мільйони молекул

Відділ налічує близько 10 000 видів — мікроскопічних одноклітин­них, рідше колоніальних організмів, світло-бурих або жовтих, дуже різно­манітних за формою клітин, колоній і способів з’єднання клітин у них.

Будова клітини. Діатомові водорості характерні своєрідною будовою клітини, зокрема наявністю кремнієвого панцира. Цитоплазма займає пристінне положення, є центральна вакуоля, яка іноді розділена цитоплазматичним містком. Клітини одноядерні; ядра бувають кулясті, веретеноподібні, ниркоподібні та інших форм і містять одно або декілька ядерець. Цитоплазма містить зернисті або пластинчасті хроматофори. Розмір хроматофорів та їх кількість у різних груп і видів неоднакові. Зде­більшого великі пластинчасті хроматофори властиві бентичним видам, а дрібні, зернисті або дисковидні — планктонним. Колір хроматофорів бурувато-жовтий і визначається пігментами хлорофілом а і с, каротином, бурими пігментами фукоксантйном, філоксантином та ін. (деякі з них рані­ше називали діатоміном). Хроматофори мають один або кілька піреноїдів. Запасні поживні речовини — олії, волютин, у деяких — лейкозин. Крохмаль в клітинах не утворюється. Протопласт укритий пектиновою оболонкою, до якої щільно прилягає зовнішня тверда кремнеземна оболон­ка — панцир, хімічний склад якого близький до опалу (SiO₂ * nH₂O).

Кремнеземна оболонка (панцир, або тека) складається з двох стулок, що насуваються одна на одну, як кришечка на коробочку. Більшу стул­ку називають епітекою (вона відповідає кришечці), а меншу — гіпотекою (вона відповідає коробочці). Епітека і гіпотека в свою чергу складаються із втулки і пояскового кільця (пояска). Поясок епітеки на вільному краю щільно охоплює такий самий поясок гіпотеки. Кількість поясків з кожного боку буває від одного до декількох.

Всю різноманітність форм стулок можна звести до двох основних типів: актиноморфні і зигоморфні. Актиноморфні стулки бувають круглі, трикутні, багатокутні, з радіальною структурою (клас Centricae), а зиго­морфні — продовгуваті, з бісиметричною структурою (клас Pennatae).

У багатьох діатомових водоростей у результаті життєдіяльності клі­тини в панцирі виникають додаткові кремнеземні утвори — вставні ободки, або проміжні кільця, септи (вирости на проміжних кільцях), особли­ві пластинки, вторинні стулки та інше. Вставні ободки, або проміжні кільця, виникають між загином стулки і пояском, вклинюються між ними, дещо розсувають їх. Вони дають можливість клітині збільшуватися у роз­мірі в кілька разів.

Загальні обриси клітин залежно від їх положення в просторі показу­ються різними для дослідника. Відрізняють вигляди клітин діатомових во­доростей із стулки таз пояска. Електронно-мікроскопічне дослід­ження стулок виявляє їх дуже складну і різноманітну тонку структуру у різних видів. Її створюють наскрізні пори, розміщені у певно­му порядку, реберця, боріздки, риски, камери, різні вирости тощо. Кожно­му видові властиве певне розміщення структурних елементів та їх розмір. Одні з таких утворів панцира є первинними (пори), а інші — вторинними і формуються в результаті його нерівномірного потовщення. Для окремих представників характерні на стулках (одній чи обох) особливі поздовжні щілини-шви. На кінцях і посередині шва у багатьох видів спостерігають­ся особливі потовщення оболонки — вузлики. Будова шва та вузликів складна і неоднакова у різних видів. Наявність шва завжди пов’язана із здатністю водоростей до активного руху. Еволюція шва спрямована на пристосування його до більш досконалого руху клітини. Шов, очевид­но, полегшує проникнення в клітину води і поживних речовин. Клітини пересуваються внаслідок виділення цитоплазми чи слизу з клітини. Цито­плазма або слиз рухаються вздовж шва і вузликів, виникає тертя об воду чи твердий субстрат, і клітина пересувається у протилежному до руху ви­ділень напрямку. Клітини деяких видів бувають оточені драглистими плів­ками. У діатомових відомі ви­падки диморфізму і полімор­фізму панцира.

Розмноження. Діатомо­вим водоростям властиве роз­множення вегетативним поді­лом клітин. При цьому клітинне ядро переміщується до середини клітини, хроматофори переміщу­ються з пояскових боків на стулкові, збільшується об’єм протопласта, а стулки поступово розсуваються. У клітині з’являється центральне ве­ретено, а в ядрі— хромосоми. Закладання нової оболонки розпочинається тоді, коли хромосоми розходяться. Діляться також хроматофори. Дочірня клітина одержує по одному клітинному ядру, хроматофори, частину цито­плазми і епітеку або гіпотеку. Добудовується завжди менша по відношен­ню до старої стулка панцира — гіпотека. Дочірні клітини розходяться після добудови гіпотек. Кремнієвий панцир припиняє ріст дочірніх клі­тин, а постійна добудова під час поділу гіпотеки призводить до посту­пового здрібнення клітин. Нормальний розмір клітин відновлюється у зв’язку з утворенням ауксоспор (ростучих спор). Ауксоспори здебільшого виникають внаслідок статевою процесу.

Статевий процес у різних груп діатомових водоростей має свої особли­вості. У пенатних діатомових він відбувається так. Дві клітини наближаються одна до одної і вкриваються слизистою поволокою. Ядра клітин поділяються редукційно. З чотирьох ядер, які при цьому утворюють­ся, у одних видів два, а в інших три відмирають. У першому випадку вміст клітини ділиться і утворюються дві клітини, які відіграють роль гамет. Гамети джгутиків не утворюють, але здатні до амебовидного руху. Через пори і щілини панцира вони виходять назовні, зливаються попарно і утво­рюють зиготу. У другому випадку клітини скидають панцир, а весь прото­пласт стає гаметою. Після попарного злиття таких гамет утворюється зигота. Вона вкривається еластичною оболонкою, швидко збільшується, тобто перетворюється в ауксоспору. Після припинення росту клітина від­творює типову кремнеземну оболонку.

Статевий процес у пенатних водоростей різноманітний. В одних видів копулюють гамети однакового розміру (ізогамна копуляція у Pleurosigma nubecula, Achnanthes brevipes та ін.), у інших копулюють гамети неодна­кового розміру (гетерогамічна копуляція у Cymbella lanceolata).Є автогамне утворення зиготи, коли копулюють ядра або гамети, що походять із однієї материнської клітини (Amphora normandi, Achnanthes subsessilis). Апогамний і партеногенетичний спосіб утворення ауксоспор описаний у видів Cocconeis, Rhabdonema.

У центричних водоростей особливості статевого процесу досконало ще не вивчені. У представників морського планктону спостерігається редук­ційний поділ клітин і утворення численних клітин — мікроспор. Мікроспори несуть один або два джгутики, ведуть себе як ізогамети. В окремих видів мелозири статевий процес дещо нагадує оогамію. В клітинах однієї нитки внаслідок редукційного поділу вини­кають рухливі чоловічі статеві клітини (сперматозоїди, антерозоїди). В клітинах інших ниток теж відбувається редукційний поділ, життєздат­ним виявляється тільки одне ядро, і весь протопласт стає жіночою гаметою (яйцеклітиною). Внаслідок запліднення такого протопласта сперматозої­дом утворюється ауксоспора.

Водорості, в яких виникають вставні кільця, звичайно здатні рости і ауксоспор не утворюють (Rhizosolenia, Epithemia та ін.).

За формою і будовою стулок діатомові водорості поділяють на два класи: пенатні і центричні.