Водоросли порядка хлорококковых отличаются от вольвоксовых отсутствием жгутиков и в связи с этим неподвижностью в вегетативном состоянии. Хлорококковые водоросли представляют собой либо одиночные клетки, либо колонии разнообразного внешнего вида и сложения, но ненитчатые. Общее с вольвоксовыми то, что при бесполом размножении новые клетки возникают внутри материнских клеток и в дальнейшем растут лишь за счет увеличения размеров составляющих их клеток, а не путем их деления. Одни хлорококковые способны к образованию зооспор, у других эта форма спор отсутствует. Будучи главным образом организмами гаплоидными, хлорококковые могут размножаться и половым путем. У них почти всегда имеет место изогамия и только в виде редкого исключения половой процесс оогамный (открыт Д. А. Коршиковым и еще у некоторых представителей порядка).
Наиболее примитивные одноклеточные хлорококковые очень похожи на хламидомонады, потерявшие подвижность: шаровидные клетки с пектиново-целлюлозной оболочкой, чашевидным хроматофором с одним пиреноидом и с ядром в выемке хроматофора; у немногих имеются две пульсирующие вакуоли и иногда даже красный глазок, характерные вообще для подвижных форм. Такую форму и строение, но без пульсирующих вакуолей и глазка имеет хлорококк (Chlorococcum) , часто встречающийся в пресных водоемах и на сырой земле (рис. 15,1). По внешнему виду на хлорококк похож цистококк, или требуксия (Cystococcus, или Trebouxia), однако резко отличающийся массивным хроматофором, занимающим центральную часть клетки. Цистококк живет на сырой земле, в нижней части стволов деревьев, на пнях и, кроме того, входит как водорослевый компонент в состав большинства лишайников. Бесполое размножение у этих родов происходит путем образования в клетках последовательными делениями 8 — 32 голых двужгутиковых зооспор. Половой процесс — копуляция двужгутиковых изогамет, похожих по форме на зооспоры.
Рис. 15. Протококковые:
1—хлорококк: а — общий вид (одна клетка с зооспорами), б — зооспора; 2— хлорелла; а — общий вид, 6 — формирование автоспор; 3— сценедесмус; 4 — анкистродесмус; 5 — голенкиния; 6 — недиаструм (вз — выход зооспор)
Примером колониальных многоядерных хлорококковых может служить водяная сеточка, или гидродикцион (Hydrodictyori), нередко встречающийся в пресных водоемах со стоячей или медленно текущей водой, богатой азотистыми солями. Он имеет вид замкнутого сетчатого мешка, достигающего нескольких десятков сантиметров в длину и 10 — 15 см в ширину. Стенки мешка образованы цилиндрическими клетками до 1 см длиной с тупоконусовидными концами, которыми они соединяются по 3 — 4, образуя пяти-шестиугольные ячейки (рис. 16, 1 а,б). В постенном слое цитоплазмы находится бледно-зеленый сложнорасчлененный хроматофор со многими пиреноидами, а под ним — многочисленные ядра (до нескольких тысяч), видные только после окраски. Срединная часть клетки представляет огромную вакуоль с клеточным соком. При бесполом размножении протопласт раскалывается на огромное количество (7000 — 20 000) двужгутиковых зооспор, содержащих каждая одно ядро и участок хроматофора. Они не покидают оболочки материнской клетки, недолго движутся, как бы «танцуют» на одном месте, затем втягивают жгутики и складываются в новую маленькую сетку, покрываясь при этом оболочками. Возникшая таким образом юная сеточка освобождается после расплывания оболочки материнской клетки и постепенно увеличивается в размерах только за счет роста (но не увеличения числа) составляющих ее клеток, становящихся при этом многоядерными. При половом размножении в клетках образуется множество (до 30 000) мелких двужгутиковых гамет. Они выходят из материнской клетки и копулируют попарно (изогамия). Шаровидная зигота прорастает после периода покоя, образуя 4 зооспоры, чему, вероятно, предшествует редукционное деление ее диплоидного ядра. После некоторого периода движения зооспоры останавливаются и каждая превращается в многоугольную, несколько звездчатую, одетую оболочкой клетку, которую описывали раньше как самостоятельный род под названием полиэдер (Polyeder, рис. 16, 1 в, г). Полиэдер некоторое время увеличивается в размерах, затем содержимое его распадается на зооспоры, которые после непродолжительного движения внутри полиэдра складывается в сеточку, освобождающуюся после разрыва оболочки полиэдра.
Рис. 16. Гидродикцион и протосифон:
1 — гидродикцион: а — молодая сетка внутри материнской клетки, б — ячейка сетки, в — полиэдер, г — образование в нем сетки; 2 — нротосифон.
Сходный цикл развития имеют представители рода педиаструм (Pediastruni), часто встречающиеся в планктоне.
Многоядерность клеток, кроме водяной сеточки, можно наблюдать и у одноклеточных хлорококковых, например у протосифон (Protosiphon, рис. 16, 2). Р. botryoides живет вне воды. Его клетка имеет в наземной части до 1,5 мм длины и 0,5 мм ширины; от нее отходит, внедряясь в почву, бесцветный неветвистый ризоид. Многочисленные ядра и сетчатый хроматофор находятся в постенной части. Сифональное строение дало повод к предположению о родственной связи порядка сифоновых (см. ниже) с хлорококковыми.
У большинства хлорококковых стадия зооспор утрачена. Бесполое размножение в этом случае осуществляется последовательным делением протопласта внутри материнской оболочки на несколько неподвижных клеток — автоспор. Так называются клетки, которые, возникнув из протопласта материнской клетки путем его деления, еще внутри материнской клетки покрываются оболочкой и вырабатывают все особенности, характерные для взрослых особей, а у колониальных форм здесь же складываются в новую колонию, которая освобождается после разрыва или ослизнения материнской оболочки. Такой способ размножения, по-видимому, связан с планктонным образом жизни этих водорослей, при котором нет надобности в зооспорах для расселения. Вероятно, в связи с этим у очень многих хлорококковых нет полового процесса и размножение их происходит только автоспорами. Из таких хлорококковых следует отметить хлореллу (Chlorella), имеющую вид зеленого шарика (рис. 15, 2 а— б), анкистродесмус (Ankistrodesinus’) — одиночные или соединенные в рыхлые пучки игольчатые или веретеновидные клетки (рис. 15,4), сценедесмус (Scenedesmus) — продолговатые клетки, соединенные в 1—2 ряда в пластинки по 4—8, реже до 16 клеток (рис. 15,3).
К порядку хлорококковых водорослей относятся свыше 100 родов и свыше 700 видов. Они широко распространены в пресных водоемах (иногда вызывают «цветение» воды), а также в почве. Нередко они вызывают позеленение воды при длительном стоянии ее в сосудах, куда попадают с пылью из воздуха. Некоторые из хлорококковых живут симбионтами в лишайниках, в зеленой гидре (Zoochlorella).
Хлорелла (Chlorella), легко культивируемая в лабораторных условиях, служит нередко объектом для изучения фотосинтеза. Выяснено, что хлорелла использует от 10 до 12% световой энергии (против 1—2% у наземных растений). В клетках хлореллы содержится большое количество питательных веществ, а также бактериостатический антибиотик хлореллин. Хлореллу, а также сценедесмус начинают разводить (Н. С. Гаевская) в массовых количествах на корм для рачков дафний, служащих, в свою очередь, кормом для мальков рыб на рыбных заводах. Ведутся опыты по разведению хлореллы — легко получаемого и дешевого углеводного корма в промышленных масштабах.