Систематика водорослей схема

Содержание

Подцарство: Водоросли

Общие характеристики водорослей

Происхождение представителей подцарства Водоросли (Algae)

Систематика водорослей

Цитология водорослей

Экологические групы водорослей

Роль водорослей в природе и жизни человека

1. Общие характеристики водорослей

Водоросли (Algae) – группа организмов различного происхождения, объединённых следующими признаками: наличие хлорофилла и фотоавтотрофного питания; у многоклеточных — отсутствие чёткой дифференцировки тела (называемого слоевищем, или талломом) на органы; отсутствие ярко выраженной проводящей системы; обитание в водной среде или во влажных условиях (в почве, сырых местах и т. п.). Они сами по себе не имеют органов, тканей, лишены покровной оболочки и корневой системы прикрепляясь ко дну разветвлёнными выростами – ризоидами (рис. 1).

Рис. 1. Представители подцарства: Водоросли (Algae)

По способу питания водоросли являются автотрофами и содержат зелёный пигмент хлорофилл. Некоторые представители способны к гетеротрофии (питанию готовой органикой), как осмотрофной (поверхностью клетки), например жгутиконосцы, так и путём заглатывания через клеточный рот (эвгленовые, динофитовые). Размеры водорослей колеблются от долей микрона (кокколитофориды и некоторые диатомеи) до 30—50 м (бурые водоросли — ламинария, макроцистис, саргассум). Они бывают как одноклеточным, так и многоклеточным, а так же колониальными организмами (рис. 2). Среди многоклеточных водорослей наряду с крупными есть микроскопические (например, спорофит ламинариевых). Среди одноклеточных есть колониальные формы, когда отдельные клетки тесно связаны между собой (соединены через плазмодесмы или погружены в общую слизь).

К водорослям относят различное число (в зависимости от классификации) отделов эукариот, многие из которых не связаны общим происхождением. Также к ним часто относят синезелёные водоросли или цианобактерии, являющиеся прокариотами. Традиционно их относят к растениям. Водоросли можно повстречать повсюду: в морях и океанах, в пресных водоёмах, на влажной почве, и даже и на коре деревьев.

Клетки некоторых водорослей содержат много ядер, другие не содержат межклеточных перегородок. Клеточные оболочки состоят, как правило, из целлюлозы. Клетки (похожие на растительные) могут соединяться торцами, образуя цепочки или нити, иногда ветвистые.

Рис. 2. Строение многоклеточных водорослей. Слева клетка нитчатой спирогиры, справа – фукус пузырчатыйМногие их водорослей способны к движению. Одни ползают, как амебы, растягивая и сжимая части своего тела, другие для передвижения используют 1 или 2 жгутика (рис. 3), третьи с помощью цитоплазмы создают движение воды.

Большинство водорослей имеют зелёную окраску, но среди них можно найти экземпляры бурых, жёлтых, красных, и других цветов. Пигмент называемый хроматофором и отвечающий за окрас, расположен в клетке в специальной органелле имеющую ленточную или звёздчатой формы.

Представители водорослей не образуют цветков и семян, а подовляющее их большинство размножаются спорами. Образование спор и гамет происходит в обычных клетках или в специальных органах – гаметангиях (женские в оогониях или архегониях, а мужские – в антеридиях); некоторые гаметы и споры обладают жгутиками. Половые процессы представлены разнообразные: это изогамия (мужская и женская гаметы одинаковы), оогамия (женская гамета неподвижна и значительно крупнее, чем мужская), анизогамия (женская и мужская гаметы подвижны, но различаются по размерам). Развитие зиготы происходит сразу или после некоторого периода покоя. У простейших водорослей и споры, и гаметы даёт одна и та же особь, тогда как у более высокоразвитых функции полового и бесполого размножения выполняют разные особи – спорофиты и гаметофиты. Последние способны прорастать одновременно и в одинаковых условиях, в разных местах либо в разные сезоны. У высших водорослей происходит чередование поколений; при этом либо спорофит прорастает на гаметофите, либо наоборот. Кроме этого распространено бесполое размножение – вегетотивное (почками или частями слоевища), либо как у одноклеточных водорослей делением надвое.

Рис. 3. Строение одноклеточных водорослей. Слева эвглена зелёная, справа – хламидомонадаКак говорилось выше, водоросли являются преимущественно водными существами, обитающие как в пресной, так и в морской воде. Мелкие водоросли плавающие в толщине вод входят в состав планктона; другие прикрепляются ко дну, иногда образуя целые заросли. В следствие того, что водорослям необходим свт, большинство из них обитает на глубине до 40 м куда как правило проникают солнечные лучи, но при хорошей прозрачности воды их можно встретить и на глубинах до 200 м. В хорошо прогреваемых солнцем стоячих водоёмах, наблюдается цветение воды. Водоросли живут на деревьях, скалах и в почве. Симбиотируюя с грибами, некоторые из зелёных водорослей, образуют лишайники.

Более 80 % от общей биомассы Земли, создающейся в год образовано водорослями. Они находятся на самом начале практически всех водных экологических цепей, и выделяют в атмосферу более половины всего количества кислорода, преобразуемого за год растениями.

Водоросли являются также одними из самых долгоживущих обитателями, нак например найденная у Алеутских берегов водоросль Clathromorphum compactum была возрастом около 800 лет.

2. Происхождение представителей подцарства Водоросли (Algae)

В следствие отсутствия у большинства водорослей твердых частей изучение их эволюции затруднено и многое из их происхождения до конца еще не ясно. Ископаемые формы основных групп водорослей известны с палеозоя. Косвенное доказательство их существования – наличие морских животных, которые должны были питаться органикой. Крупных колебаний численности и видового разнообразия у водорослей, по-видимому, не было. Предполагается существование в докембрии минимум трех групп фото-трофных прокариот, использовавших в качестве донора электронов воду:

      • Цианобактерии, содержащие, как и хлоропласты, хлорофилл А и выделяющие при фотосинтезе кислород.
  • Зеленые прокариоты, обладающие хлорофиллом Б. Предполагается, что они дали начало пластидам зеленых водорослей и эвгленовых.
  • Желтые прокариоты, обладавшие хлорофиллом С, дали начало пластидам дино-флагеллат, золотистых, диатомовых, бурых водорослей.

Рис. 4. Подводный мир архея и раннего протерозояВозникновение эукариотических водорослей представляют как результат ряда эндосимбиозов между прокариотами. Пластиды зеленых и красных водорослей появились в результате симбиоза фаготрофных эукариот и фототрофных прокариот. Поэтому их пластиды имеют внутреннюю оболочку (прокариотическую клеточную мембрану) и внешнюю (мембрану вакуоли).

Зеленые и красные водоросли появились около 3 млрд. лет назад (рис. 4). Первоночально появились одноклеточные, а затем — колониальные водоросли. Около миллиарда лет назад появились многоклеточные водоросли. Среди зеленых водорослей сохранились формы, ряд которых дает представление об усложнении организации при возникновении многоклеточности у растений: хламидомонада (1-клеточная), гониум (4-клеточная), стефаносфера (8-клеточная), пандорина (16-клеточная), эудорина (32-клеточная), вольвокс (40 тыс. клеток соматических и генеративных).

Основные черты эволюции водорослей:

  • Дифференциация тела на специализированные части.
  • Появление тканей.
  • Появление у бурых водорослей проводящих тканей, но настоящей ксилемы и флоэмы у них нет.
  • Усложнение полового процесса: появление гаметангиев — органов, в которых формируются гаметы.
  • Возникновение основных типов жизненного цикла: гаплоидного, гаплодиплоидного и диплоидного.

3. Систематика водорослей

В настоящее время известно более 100 тысяч видов водорослей. Сине-зелёные водоросли относятся к прокариотам. Скорее всего, они не являются предками настоящих водорослей, однако, возможно, вошли в растительную клетку в качестве симбионтов, превратившись в хлоропласты. Остальные водоросли разделяются на десять отделов. Разделение водорослей на группы в основном совпадает с характером их окраски, что, в свою очередь, связано с набором пигментов, а также основано на общих особенностях строения. При таком подходе выделяется 10 групп водорослей: синезеленые (Cyanophita), пирофитовые (Pyrrophyta), золотистые (Chrysophyta), диатомовые (Bacillariophyta), желто-зеленые (Xanthophyta), бурые (Phaeophyta), рис. 5, красные (Rhodophyta), эвгленовые (Euglenophyta), зеленые (Chlorophyta) и харовые (Charophyta).

4. Цитология

Как упомяналось выше, клетки водорослей — вполне типичные для эукариот (рис. 2, 3). Очень похожи на клетки наземных растений (мхов, плаунов, папоротникообразных, голосеменных и цветковых). Основные отличия — на биохимическом уровне (различные фотосинтезирующие и маскирующие пигменты, запасающие вещества, основы клеточной стенки и т. д.) и в цитокинезе (процессе деления клетки).

Фотосинтезирующие (и «маскирующие» их) пигменты находятся в особых пластидах — хлоропластах. Хлоропласт имеет две (красные, зелёные, харовые водоросли), три (эвглены, динофлагелляты) или четыре (охрофитовые водоросли) мембраны. Также он имеет собственный сильно редуцированный генетический аппарат, что позволяет предположить его симбиогенез (происхождение от захваченной прокариоты). Внутренняя мембрана выпячивается внутрь, образуя складки — тилакоиды, собранные в стопки — ламеллы: монотилакоидные у красных и синезелёных, двух- и больше у зелёных и харовых, трёхтилакоидные у остальных. На тилакоидах, собственно, и расположены пигменты. Хлоропласты у водорослей имеют различную форму (мелкие дисковидные, спиралевидные, чашевидные, звёздчатые и т. д.).

Рис. 5. Своеобразный «остров» из бурых водорослей в Саргассовом море У многих в хлоропласте имеются плотные образования — пиреноиды.

Продукты фотосинтеза, в данный момент излишние, сохраняются в форме различных запасных веществ: крахмала, гликогена, других полисахаридов, липидов. Запасание липидов больше свойственно морским формам (особенно планктонным диатомовым, которые за счёт масла держатся на плаву со своим тяжёлым панцирем), а запасание полисахаридов (включая крахмал и гликоген) больше свойственно пресноводным.

Клетки водорослей (за исключением амёбоидного типа) покрыты клеточной стенкой и/или клеточной оболочкой. Стенка находится снаружи мембраны клетки, обычно содержит структурный компонент (например, целлюлозу) и аморфный матрикс (например, пектиновые или агаровые вещества); также в ней могут быть дополнительные слои (например, спорополлениновый слой у хлореллы). Клеточная оболочка представляет собой или внешний кремнийорганический панцирь (у диатомей и некоторых других охрофитовых), или уплотнённый верхний слой цитоплазмы (плазмалемму), в котором могут быть дополнительные структуры, например, пузырьки, пустые или с целлюлозными пластинками (своеобразный панцирь, тека, у динофлагеллятов). Если клеточная оболочка пластичная, клетка может быть способна к так называемому метаболическому движению — скольжению за счёт небольшого изменения формы тела.

4. Экологические группы водорослей

Рис. 6. Красные водорослиМелкие свободноплавающие водоросли входят в состав планктона и, развиваясь в больших количествах, вызывают «цветение» (окрашивание) воды. Бентосные водоросли прикрепляются ко дну водоёма или к другим водорослям. Есть водоросли, внедряющиеся в раковины и известняк (сверлящие); встречаются (среди красных) и паразитические. Крупные морские водоросли, главным образом бурые, образуют нередко целые подводные леса. Большинство водорослей обитает от поверхности воды до глубины 20—40 м, единичные виды (из красных и бурых) при хорошей прозрачности воды опускаются до 200 м. В 1984 г кораллиновая красная водоросль была найдена на глубине 268 м, что является рекордом для фотосинтезирующих организмов. Водоросли нередко в большом количестве живут на поверхности (рис. 6) и в верхних слоях почвы, одни из них усваивают атмосферный азот, другие приспособились к жизни на коре деревьев, заборах, стенах домов, скалах. Микроскопические водоросли вызывают красное или жёлтое «окрашивание» снега высоко в горах и в полярных районах. Некоторые водоросли вступают в симбиотические отношения с грибами (лишайники) и животными.

5. Роль водорослей в природе и жизни человека

Роль в биогеоценозах

Водоросли — главные производители органических веществ в водной среде. Около 80 % всех органических веществ, ежегодно создающихся на земле, приходится на долю водорослей и других водных растений. Водоросли прямо или косвенно служат источником пищи для всех водных животных. Известны горные породы (диатомиты, горючие сланцы, часть известняков), возникшие в результате жизнедеятельности водорослей в прошлые геологические эпохи. Водоросли участвуют в образовании лечебных грязей.

Пищевое применение

Рис. 7. Заросли ламинарии или морской капустыНекоторые, в основном морские, употребляются в пищу (морская капуста (рис. 7), порфира, ульва). В приморских районах водоросли идут на корм скоту и удобрение. В ряде стран водоросли культивируют для получения большого количества биомассы, идущей на корм скоту и используемой в пищевой промышленности.

Съедобные водоросли — богаты минеральными веществами, особенно йодом, продукт — используется в восточноазиатских кухнях. Одно из самых популярных блюд с водорослями — суши.

Водоочистка

Многие водоросли — важный компонент процесса биологической очистки сточных вод. Если любые из них поместить в реку или в любую другую воду, то в скором времени она станет чистейшей.

Биотестирование

Водоросли являются одним из наиболее широко применяемых биообъектов при биотестировании химических веществ и образцов природных и загрязненных вод.

В фармацевтической промышленности

Химическая промышленность

Рис. 8. ХлореллаЧеловек использует морские водоросли в химической промышленности. Из них получают калийные соли, целлюлозу, спирт, уксусную кислоту.

Биотопливо

Из-за высокой скорости размножения водоросли нашли применение для получения биомассы на топливо.

В исследовательских работах

Водоросли широко применяют в экспериментальных исследованиях для решения проблем фотосинтеза и выяснения роли ядра и других компонентов клетки.

Экодом

Предпринимаются попытки использовать некоторые быстро размножающиеся и неприхотливые водоросли (например, хлореллу (рис. 8), которая быстро и в большом количестве синтезирует белки, жиры, углеводы, витамины и достаточно полно поглощает вещества, выделяемые человеком и животными) для создания круговорота веществ в обитаемых отсеках космического корабля.

Классификация и строение водорослей

Мир водорослей огромен. Он занимает в растительном царстве совсем особенное, исключительное по своему значению место, как в историческом аспекте, так и по той роли, которая принадлежит ему в общем круговороте веществ в природе. Совместно с тем само понятие »водоросли» в научном отношении страдает большой неопределённостью. Это принуждает специально разглядеть различие относимых сюда растительных организмов от остальных представителей растительного царства вправду, слово «водоросли» значит только то, что это растения, живущие в воде. Но в ботанике этот термин применяется в более узеньком смысле, и не все растения, наблюдаемые нами в водоёмах, можно назвать водорослями. С другой стороны, конкретно водоросли мы частенько просто не замечаем в водоёмах, так как совсем многие из них нелегко распознать невооружённым глазом. Приглядываясь к разным водоёмам, в особенности к озёрам, мы до этого всего замечаем богатство растений. Некие из них прикреплены ко дну. К ним относятся, к примеру, крупные зелёные скопления так называемой тины. Тут же часто встречаются и более крупные водоросли, состоящие из отлично заметных на глаз обычных либо ветвящихся нитей, либо совершенно крупные хоровые водоросли, снаружи похожие на хвощ. С другой стороны, существенное количество микроскопических водорослей, таковых же как в водоёмах, произрастает и на суше: на поверхности земли и в самой ее толще, на деревьях, камнях. Правда, жизнь этих водорослей тоже тесновато связана с водой, но они могут наслаждаться лишь атмосферной и грунтовой влагой, росой. В различие от »водных» водорослей, эти водоросли просто переносят высыхание и совсем скоро оживают при мельчайшем увлажнении. В царстве растений водоросли относятся к обширному подцарству низших, либо слоевцовых растений, куда входят также бактерии, грибы и лишайники. Как и все низшие растения, водоросли плодятся вегетативно либо с помощью спор, то есть относятся к споровым растениям. Но в физиологическом отношении водоросли резко различаются от других низших растений наличием хлорофилла, благодаря которому они способны ассимилировать на свету углекислый газ. Не считая того, многие водоросли, владеющие отлично развитым хлорофиллом, кроме фототрофного, могут быть свойственны и остальные типы питания. таковым образом, исходя из произнесенного, просто вывести чёткое научное определение водорослей. Водоросли — это низшие, то есть слоевцовые споровые растения, содержащие в собственных клеточках хлорофилл, и живущие в большей степени в воде. Такое определение, но, не даёт представление о том большом разнообразии в строении тела, которое свойственно водорослям. Тут мы встречаемся и с микроскопическими организмами — одноклеточными и многоклеточными, и с крупными формами различного строения. Огромного контраста достигают тут методы размножения и строение органов размножения. Даже по окраске водоросли неодинаковы, так как одни содержат лишь хлорофилл, остальные ещё ряд дополнительных пигментов, окрашивающие их в разные цвета. Разделение водорослей на систематические группы высшего ранга в основном совпадает с характером их окраски, связанной естественно, с чертами строения. Водоросли разделены по 10 отделам:

1. сине-зелёные водоросли;

2. пирофитовые водоросли;

3. золотистые водоросли;

4. диатомовые водоросли;

5. жёлто-зелёные водоросли;

6. бурые водоросли;

7. красные водоросли;

8. эвшеновые водоросли;

9. зелёные водоросли;

10. хоровые водоросли.

Сине-зелёные резко различаются от остальных водорослей простотой внутренней организации клеток. Их клеточки лишены оформленного ядра, что сближает их с бактериями. Совместно с бактериями сине — зелёные водоросли составляют раздел организмов, обозначенный как прокариоты, то есть »доядерные», в различие от всех других растений и животных, владеющих оформленным клеточным ядром и обозначаемых как эукариоты.

Клеточка — основная структурная единица тела водорослей, представленных или одноклеточными, или многоклеточными формами.

Изюминка одноклеточных форм определяется тем, что тут организмы состоят всего из одной клеточки, поэтому в ее строении и физиологии смешиваются клеточные и организменные черты.

Мелкая, не видимая обычным глазом одноклеточная водоросль выполняет роль специфичной фабрики, которая добывает сырьё, его перерабатывает и производит такие ценные соединения, как белки, углеводы и жиры. Не считая того, принципиальным продуктом ее деятельности считается кислород. Таковым образом, она активно участвует в круговороте веществ в природе. Одноклеточные водоросли время от времени образуют временные либо неизменные скопления в виде колоний.

Многоклеточные формы появились после того, как клеточка сделала долгий и сложный путь развития в качестве самостоятельного организма.

При знакомстве с водорослями кидается в глаза чрезвычайное обилие как форм, так и размеров их клеток. Большая пестрота картин находится у свободноживущих одноклеточных водорослей.

У водорослей, в различие от высших растений, встречаются клеточки, содержимое которых окружено только узкой мембраной. Такие клеточки традиционно называют голыми. Они не способны сохранять свою форму и постоянно находятся в амёбоидном состоянии. Подобного рода клеточки встречаются как посреди одноклеточных, так и многоклеточных водорослей, почаще всего на стадии гамет и зооспор.

Клеточки неких водорослей (эвгленовых, жёлто — зелёных) кроме плазмалеммы, окружены кожистым, эластичным слоем. Этот слой получил заглавие пелликулы, либо перипласта. Он состоит из фибриллярного вещества и имеет сложную, многослойную компанию. Клеточки с таковой пелликулой традиционно совсем изменчивы по форме. Лишь толстая, похожая на панцирь пелликула может прочно ее зафиксировать. На поверхности пелликулы время от времени появляются складки, выросты в виде зубцов либо утолщения, называемые чешуйками. Эти структуры в разных сочетаниях образуют самые необычные узоры, придавая организму уникальный вид. Но основная их функция — повышение прочности клеточного покрова.

Последующим развитием растительной клеточки следует признать появление на ее поверхности покрова в виде оболочки — поначалу пектиновой, а потом и целлюлозной. Преимущество этого образования состоит в том, что оно успешно сочетает в себе защитную и опорную функции с возможностью ростовых действий и проницаемостью.

Клеточные оболочки водорослей очень разнообразны как по своему строению, так и по химическому составу. Толщина оболочки варьируется не лишь от вида к виду, но и даже в пределах одного вида в зависимости от возраста клеточки.

По времени заложения и особенностям роста различают первичные и вторичные оболочки. В активно делящихся клеточках традиционно появляется лишь первичная оболочка. Ее рост идёт в двух направлениях: возрастает поверхность и толщина.

Вторичная оболочка подвергается гидратации, становится эластичной и получает возможность растягиваться.

Оболочки многих водорослей снабжаются различного рода выростами в виде щетинок, шипиков и чешуек. Их роль для клеточки неоднозначна: в одних вариантах они выполняют защитную функцию, а в остальных обеспечивают рациональные условия жизни.

Зелёные водоросли — одноклеточные, колониальные и многоклеточные формы, разнообразного строения, зелёного цвета. Продукт ассимиляции — крахмал, мука, масло. Имеются как подвижные формы со жгутиками на переднем конце клеток, так и неподвижные, прикреплённые либо пассивно плавающие. Размножение вегетативное, бесполое и половое. У ряда форм имеется чередование бесполого и полового размножения. Зооспоры и гаметы с 2 либо 4 жгутиками, расположенными на переднем конце. Пресноводные и морские водоросли.

Самый крупный отдел водорослей (13 тыс. видов). Характерно большое многообразие форм: одноклеточные, нитчатые, колониальные. Наиболее близки к высшим растениям. Представлены все типы дифференциации слоевища: монадная, коккоидная, пальмеллоидная, нитчатая, пластинчатая, сифональная. Для представителей характерна чисто зеленая окраска, так как среди пигментов преобладает хлорофилл a и b. Кроме того, присутствуют пименты: каротины и ксантофиллы. Жесткая клеточная стенка сложена целлюлозой и пектиновыми веществами. Запасные вещества — крахмал и масло.

Размножение вегетативное, бесполое и половое.

Обитают преимущественно в пресноводных водоемах, хотя встречаются и морские, почвенные и наземные формы.

Отдел включает в себя следующие классы: вольвоксовые (Volvocophyceae), протококковые (Protococcophyceae), улотриксовые (Ulotrichophyceae), конъюгаты (Conjugatophyceae) и сифоновые (Siphonophyceae).

Класс вольвоксовые (Volvocophyceae)

Наиболее примитивные представители зеленых водорослей. Встречаются как одноклеточные и колониальные формы. Типичным представителем одноклеточных является хламидомонада (Chlamidomonas). Клетки хламидомонады имеют шаровидную или эллипсоидную форму и покрыты оболочкой из гемицеллюлозы и пектиновых веществ. На переднем конце клетки располагаются два жгутика, у основания которых имеются две пульсирующие вакуоли. Всю внутреннюю часть клетки занимает протопласт с крупным пиреноидом с крахмальной сферой. Размножается хламидомонада бесполым путем при помощи двужгутиковых зооспор. Кроме того, возможно и половое размножение мейотическим делением клеток с образованием двужгутиковых гамет.

Другой типичный представитель вольвоксовых колониальный род вольвокс (Volvox). Колонии вольвокса имеют вид слизистых шаров, диметром до 2 мм, по периферии которых расположены соединенные плазмодесмами хламидомонадоподобные клетки. Клетки в колонии бывают двух типов — вегетативные, более мелкие и многочисленные и крупные генеративные, разбросанные между вегетативными клетками. Из генеративных клеток образуются партеногонидии (клетки бесполого размножения) и оогонии (женские половые гаметы) и антеридии (мужские половые клетки), осуществляющие половой процесс.

Класс протококковые (Protococcophyceae)

Это неподвижные клетки с плотной оболочкой и колонии таких клеток. Большинство представителей класса имеет коккоидную структуру. Клеточная оболочка целлюлозная или с примесью пектиновых веществ (у низших представителей может состоять полностью из пектина). Бесполое размножение осуществляется с помощью двухжгуктиковых зооспор, половой процесс — при помощи подвижных двухжгутиковых изогамет (изогамия — процесс слияния одинаковых одноядерных гамет в зиготу.

Исключение составляет только водоросль хлорелла (Chlorella), у которой отсутствуют подвижные стадии при бесполом размножении и не характерен половой процесс.

Основные представители: хлорелла (Chlorella), хлорококкум (Chlorococcum), протококкус (Protococcus).

Класс улотриксовые (Ulotrichophyceae)

Очень разнообразная группа нитчатых и пластинчатых водорослей, обитающих в соленых и пресных водоемах. Строение нитей может быть простым или разнонитчатым (гетеротрихальным). Пластинчатые формы бывают однослойными и двухслойными.

Бесполое размножение осуществляется подвижными зооспорами. Половый процесс изогамный.

Основные представители: улорикс (Ulothrix), ульва (Ulva), моносторома (Monostroma) и др.

Класс конъюгаты (сцеплянки) (Conjugatophyceae)

Класс объединяет одноклеточные и нитчатые формы с особым типом полового процесса — конъюгацией.

Конъюгация (лат. conjugatio — слияние, соединение) — процесс слияние протопластов двух вегетативных клеток, выполняющих функцию гамет.

Слияние происходит через специальный конъюгационный канал. Разделить клетки на мужские и женские иногда бывает довольно трудно и возможно только по прошествию некоторого времени: клеткой с женской потенцией будет клетка, которая содержит зиготу. Но часто слияние протопластов происходит в конъюгационном канале, который с зиготой разрастается до стенок материнских клеток. Это явление наблюдается в случае, когда движение протопластов по каналу идет с одинаковой скоростью. В таком случае, говорят об изогамии. У наиболее развитых представителей сцеплянок содержимое одной клетки перетекает в другую с образованием зиготы. Это явление получило название гетерогамии или анизогамии (от гр. гетеро — другой, анизос — неравный+гамос — брак). После периода покоя зигота прорастает и дает начало одной или нескольким проросткам. Для нормального протекания конъюгации необходимы благоприятные условия: теплая вода (от +15 до +24 0С) и интенсивная освещенность. Конъюгация длится не более 14 дней, начиная от образования конъюгационных каналов до созревания зиготы.

Также отличительной чертой класса является полное отсутствие в их жизненном цикле подвижных стадий. Хроматофоры всегда с пиреноидом, пластинчатого типа и очень разнообразные по форме. Конъюгаты космополитичны и их можно встретить в любой точке Земного шара, вплоть до Антарктиды. Живут сцеплянки в пресной и чуть подсоленной воде, но типично морских форм среди них нет. Кроме того, встречаются представителя класса и на земле — во мхах, на скалах, сырой земле и даже на ледниках.

Основные представители: спирогира (Spirogyra), зигнема (Zygnema), мужоция (Mougeotia) и др.

Класс сифоновые (Siphonophyceae)

Представители этого класса не имеют клеточного строения. Слоевище этих водорослей представляет одну гигантскую клетку с одним или множеством ядер. Иногда такая клетка бывает разделена на сегменты перегородками. Такая структура называется сифонной.

Сифоновые — самая древняя группа зеленых водорослей. Более 90% представителей группы обитают в морях, но есть и пресноводные формы.

Укажите черты сходства и различия желто-зеленых и зеленых водорослей:

Желто-зеленые водоросли Зеленые водоросли
хлоропласты
Хлоропласт имеет типичное для охрофитов строение. Обычно в клетке присутствует несколько зелёных или жёлто-зелёных дисковидных пластид. Их окраска связана с отстуствием фукоксантина, отвечающего за золотистый и коричневый цвет у других охрофитовых. Из каротиноидов у трибофициевых присутствует α — и β-каротины (преобладают), вошериаксантин, диатоксантин, диадиноксантин, гетероксантин, лютеин, виолаксантин, неоксантини др. Хлорофиллы — a и c . В клетках трибофициевых кроме дисковидных встречаются пластиды и других форм: пластинчатые, корытовидные, лентовидные, чашевидные, звёздчатые и др. У немногих видов обнаружены пиреноиды полупоргужённого типа. Глазок состоит из ряда липидных глобул, расположен на переднем конце тела в хлоропласте, ориентирован на базальное вздутие жгутика.

По форме и размерам хлоропласты зелёных водорослей варьируют. У одноклеточных представителей они часто чашевидные с утолщённым основанием. У нитчатых представителей могут быть кольцевидными, сетчатыми, дисковидными, в виде спирально-закрученных лент и др. Хлоропласты содержат один или несколько пиреноидов. Пиреноиды погружены в хлоропласт и пронизаны тилакоидами. В хлоропластах тилакоиды сгруппированы по 2-6 в виде пластин как у высших растений.

По своему строению хлоропласты зелёных водорослей близки к таковым у высших растений. Пигменты — хлорофиллы a и b , у некоторых празинофициевых присутствует хлорофилл c . Из каротиноидов всегда присутствуют: β-каротин, лютеин (наиболее важен), зеаксантин, виолаксантин, антераксантин, неоксантин. У бриопсидовых лютеин может отсутствовать или присутствовать в небольшом количестве, и тогда наиболее важными становятся сифоноксантин, лороксантин и сифонеин, у некоторых празинофициевых лютеин может заменяться празиноксантином. Сифоноксантин и лороксантин встречаются также у ряда видов кладофоровых, сифоноксантин у некоторых Ulva .

Клетки некоторых представителей зелёных водорослей (Chlamydomonas nivales , Haematococcus pluvialis , Trentepohlia ) окрашены в красный или оранжевый цвета, что связано с накоплением вне хлоропласта каротиноидных пигментов и их производных (ранее этот комплекс упоминали как гематохром).

У некоторых сифоновых водорослей имеются бесцветные амилопласты, в которых откладывается крахмал. Подавляющее большинство зелёных водорослей содержат хотя бы один хлоропласт и способны к автотрофному питанию. Но вместе с тем среди них имеются бесцветные представители — облигатные гетеротрофы, такие как Prototheca и Polytoma . Ряд зелёных водорослей — миксотрофы и способны наряду с фотосинтезом использовать растворённые в воде органические соединения, такие, как сахара, аминокислоты и другие небольшие молекулы (осмотрофное поглощение), а также способны к фаготрофному поглощению пищевых частичек (ряд празинофициевых).

Кольцевые молекулы хлоропластной ДНК имеют вид маленьких шариков (нуклеоидов) и распределены по всему хлоропласту. ДНК никогда не организуется в виде единственного кольцевого нуклеоида.

представители
одноклеточные, колониальные и многоклеточные, преимущественно пресноводные организмы одноклеточные и колониальные планктонные водоросли, в том числе ценобиальные, одноклеточные и многоклеточные формы бентосных водорослей
Жгутики

У монадных представителей (у зооспор и гамет) имеются два неравных по длине и морфологии жгутика: на главном жгутике расположены перистые мерцательные волоски, боковой жгутик — бичевидный. Исключением являются синзооспоры Vaucheria , у которых по поверхности расположены многочисленные пары немного различающихся по длине гладких жгутиков. Жгутики прикрепляются на клетке субапикально (у сперматозоида Vaucheria прикрепление латеральное). Мастигонемы синтезируются в цистернах эндоплазматической сети. Короткий жгутик заканчивается акронемой.

Базальные тела жгутиков трибофициевых типичного строения, расположены под прямым углом друг к другу. Корешковая система представлена поперечноисчерченным корешком — ризопластом и тремя микротрубочковыми корешками, каждый из которых состоит из 3-4 микротрубочек.

Монадные клетки и стадии зелёных водорослей изоконтные, редко гетероконтные. Количество жгутиков на одну клетку у них может быть различным — 1,2,4,8,16 и более (до 120). У эдогониевых и некоторых бриопсидовых многочисленные жгутики собраны в виде венчика на переднем конце клетки; такие клетки называются стефаноконтными . Характерной особенностью переходной зоны жгутиков зелёных водорослей является наличие в ней звёздчатого тела. Жгутики зелёных водорослей не имеют мастигонем (в отличие от гетероконт), но могут иметь изящные волоски или чешуйки.

По расположению микротрубочковых корешков жгутиковый аппарат зелёных водорослей можно подразделить на две группы, которые соответствуют двум главным основным филетическим группам зелёных водорослей. Для первой группы, куда относят классы Chlorophyceae , Trebuxiophyceae и Ulvophyceae , характерно крестообразное расположение микротрубочковых корешков, причём двухмикротрубочковые корешки расположены перпендикулярно к корешкам, у которых число микротрубочек может варьировать. Такая аранжировка микротрубочковых корешков называется X-2-X-2. Эта запись отражает тот факт, что два корешка обычно содержат по две микротрубочки, в то время как два других корешка могут иметь различное число микротрубочек (от 3 до 8 у разных таксонов). У водорослей из этой группы существует три варианта расположения базальных тел жгутиков:

базальные тела расположены друг напротив друга (12-6 ч) (класс Chlorophyceae );

базальные тела сдвинуты по часовой стрелке (1-7 ч) и не перекрываются (класс Chlorophyceae );

базальные тела сдвинуты против часовой стрелки (11-5 ч) и перекрываются (классы Trebuxiophycea и Ulvophyceae ).

Для второй группы, куда относят Charophyta , характерны асимметричное расположение жгутиковых корешков и наличие многослойной структуры, представляющей собой сложно организованную группу микротрубочек, расположенных около базальных тел. Очень близкая многослойная структура известна для жгутиковых спермиев высших растений. Она встречается также и в зооидах у трентеполиевых, у требуксиевой водоросли Myrmecia israeliensis и некоторых празинофициевых. Многослойная структура спорадически появлялась в других группах водорослей, например, у глаукоцистофитов, эвгленовой Eutreptiella , у некоторых динофитов. Помимо микротрубочковых корешков у зелёных водорослей может присутствовать ризопласт, который тянется от базальных тел к ядру.

Клеточная стенка

У видов с амебоидной, монадной и пальмеллоидной организацией клеточная стенка отсутствует, они покрыты только цитоплазматической мембраной и могут легко менять форму. Иногда «голые» клетки находятся внутри домиков, стенки которых могут быть окрашены в бурый цвет солями марганца и железа. У подавляющего большинства трибофициевых имеется клеточная стенка цельная или состоящая из двух частей. В её составе, изученном у Tribonema и Vaucheria , преобладает целлюлоза и содержатся полисахариды, состоящие преимущественно из глюкозы и уроновых кислот. У молодых клеток оболочка тонкая, с возрастом она утолщается. В ней могут откладываться соли железа, соединения которого окрашивают её в различные оттенки коричневого и красного тонов. Чаще в клеточной стенке присутствует кремнезём, придавая ей твёрдость и блеск. Она может инкрустироваться также известью и быть различным образом скульптурирована (шипики, ячейки, бородавки, щетинки, зубчики и т.д.). У прикреплённых форм может образовываться вырост оболочки — ножка с прикрепительной подошвой.

У нитчатых водорослей с двухстворчатыми оболочками при распаде нитей клеточные оболочки разваливаются на Н-образные фрагменты, представляющие собой плотно соединённые половинки оболочек двух соседних клеток. При росте нитей Н-образный фрагмент клеточной стенки двух соседних дочерних клеток встраивается между двумя половинками оболочки материнской клетки. В результате этого каждая из дочерних клеток наполовину покрыта старой оболочкой материнской клетки и наполовину — новообразованной оболочкой.

В классах хлорофициевые и празинофициевые встречаются водоросли, у которых клетки голые и лишены клеточной стенки. У мезостигмовых и многих празинофициевых поверх плазмалеммы откладываются органические чешуйки. Они встречаются у подвижных клеток ряда ульвовых и харовых водорослей. Присутствие органических чешуек на подвижных клетках — признак, по-видимому, примитивный. Более прогрессивным считается появление теки у празинофициевых и затем у хлорофициевых. Тека у хлорофициевых состоит из гликопротеинов, богатых гидроксипролином и связанных с различными олигосахаридами.

У сифональных водорослей целлюлоза либо отсутствует в клеточной стенке, тогда основным компонентом является ксилан (например, Halimeda ), либо имеется как примесь к манналу или ксилану. Состав фибриллярной части клеточной стенки может меняться в зависимости от фазы развития. Например, в оболочке спорофита Bryopsis присутствует маннан, а в гаметофите — ксилан и целлюлоза. Химический состав оболочки может меняться и в разных частях таллома. Например, у Codium в старых частях в оболочке присутствует маннан, а в молодых, недифференцированных частях — глюкан.

У большинства зелёных водорослей основной компонент клеточной стенки — целлюлоза. Она синтезируется с помощью фермента целлюлозосинтетазы, которая встроена в плазмалемму клетки. От 6 до 10 молекул целлюлозосинтетазы группируются в субъединицы, которые затем объединяются в терминальные комплексы. У зелёных водорослей известны два типа терминальных комплексов — розеточные (у харофитов) и линейные (у хлорофициевых, ульвофициевых). Розеточные комплексы, как и у высших растений, состоят из 6-8 субъединиц. Среди харофитов такие комплексы обнаружены у Spirogyra , Micrasterias , Nitella и Coleochaete .

У некоторых коккоидных зелёных водорослей имеется дополнительный слой в оболочке, состоящий из спорополленинподобного вещества.

Размножение

У большинства жёлто-зелёных известно вегетативное и бесполое размножение. Вегетативное размножение осуществляется делением клеток пополам, распадом колоний и многоклеточных слоевищ на части. При бесполом размножении могут формироваться амебоиды, зооспоры, синзооспоры, гемизооспоры, гемиавтоспоры, автоспоры, апланоспоры. Зооспоры «голые» и обычно имеют грушевидную форму, два жгутика. Половой процесс (изо-, гетеро — и оогамный) описан у немногих представителей.

При наступлении неблагоприятных условий наблюдается образование цист. Цисты (статоспоры) эндогенные, одноядерные, реже многоядерные. Их стенка часто содержит кремнезём и состоит из двух неравных, или реже — равных частей.

Размножение зелёных водорослей бывает вегетативным, бесполым и половым.

Вегетативное размножение у одноклеточных, лишённых оболочки, происходит делением клетки пополам (например, Dunaliella ), у колониальных и многоклеточных — фрагментами таллома, у харовых — специальными ризоидальными и стеблевыми клубеньками.

Бесполое размножение у зелёных водорослей представлено широко. При бесполом рамножении формирующиеся зооспоры могут быть голыми или покрытыми жёсткой клеточной стенкой. Покрытие из чешуек такое, как у многих празинофициевых подвижных репродуктивных клеток, многих ульвофициевых и харофитовых, — редко встречается у репродуктивных клеток хлорофициевых. Зооспоры после периода движения останавливаются, теряют свои жгутики, округляются (в случае голых зооспор) и развиваются в вегетативные особи. Апланоспоры (неподвижные споры) — споры бесполого размножения, у которых отстуствуют жгутики, но имеются сократительные вакуоли. Апланоспоры рассматривают как клетки, у которых приостановлено дальнейшее развитие в зооспоры. У автоспор, которые представляют собой уменьшенные копии неподвижных вегетативных клеток, отсутствуют сократительные вакуоли. Образование автоспор коррелирует с завоеванием наземных условий, в которых вода не может всегда присутствовать в достаточном количестве.

Половой процесс представлен различными формами: хологамия, конъюгация, изогамия, гетерогамия, оогамия.

Вкуоли

Сократительные вакуоли имеются у подвижных представителей. Обычно их 1-2 на клетку, иногда больше. Аппарат Гольджи своеобразного строения. Диктиосомы мелкие, содержат 3-7 цистерн.

Запасные питательные вещества — масла, у некоторых — волютин, хризоламинарин и лейкозин.

Только у пресноводных монадных и пальмеллоидных представителей имеются сократительные (пульсирующие) вакуоли. Поскольку концентрация солей в клетке выше, чем в водоёме, вода поступает в клетку, и её излишки удаляются сократительными вакуолями. Обычно в клетке содержится две сократительные вакуоли, расположенные у основания жгутиков. Они сокращаются поочерёдно.
Ядро
Ядро одно, реже ядер много, у ценотических представителей клетки всегда многоядерные. Детали митоза подробно изучены только у Vaucheria . Митоз у неё закрытый, с центриолями, расположенными на полюсах вне ядра. Кинетохоры не обнаружены. Во время анафазы сильно удлиняются межполюсные микротрубочки веретена, что приводит к значительному удалению дочерних ядер друг от друга. Ядерная мембрана сохраняется, поэтому в телофазе дочерние ядра имеют вид гантели. Полагают, что такой митоз не является типичным для всей группы трибофициевых. ядро (иногда несколькоядер) находится обычно в постенном слое протоплазмы или, подвешенное на плазменных нитях, располагается в центральной части клетки. митоз может быть закрытым, т.е. ядерная мембрана во время митоза остаётся интактной. Необычную форму полузакрытого митоза имеют требуксиевые водоросли. Это так называемый метацентрический митоз. При нём центриоли во время метафазы расположены в области метафазной пластинки, а не на полюсах веретена. У харофитов митоз открытый, ядерная мембрана исчезает к началу митоза и появляется затем в телофазе, как у высших растений.

В графы таблицы впишите родовые названия наиболее известных форм водорослей из различных отделов распространения в различных экологических условиях:

водоросль зеленая окраска строение

Различные экологические условия Пресные водоемы Холодные моря Теплые моря Горячие источники Кора деревьев скалы почва
Родовые названия наиболее известных форм водорослей из разных отделов Хлорелла, блестянка гибкая, улотрикс, микроцистис, осциллаториевые, вольвокс, вошерия, кладофора, нитела, спирогира, сценедесмус, хламидомонада, пандорина, спирулина, лингбия, носток, анабена, афанизоменонривулярия, глеотрихия, стигонема, паранема, астазия, факус, трахеломанас, глеокапс, эвглена, мерисмопедия хамесифон, дермокарпа, прохлотрикс

Ламинария Осциллаториевые, анфельция, кладофора, фукус, цистозира, Прохлоронмерисмопедия, дермокарпаспирулина, Лингбия, Анабена, Афанизоменон, Ривулярия

Ульва Цистозира Филлофора Осциллаториевые ацетабулярия каулерпа кладофора макроцистис порфира Прохлорон мерисмопедия дермокарпа триходесмиум спирулина Лингбия Ривулярия эвтрепиция

Осциллаториевые

Мастигокладус

Плеврококк

Хлорелла

Осциллаториевые

глеокапс

Макроцистис

Осциллаториевые

Глеокапс

Калотрикс

стигонема

Осциллаториевые

Лингбия

вошерия

Ххлорелла

Глеокапс

Носток

стигонема

Водоросли являются наиболее древней группой растений. Они прошли длительный эволюционный путь, приспосабливаясь к различным сменявшимся условиям на Земле.

Водоросли относятся к низшим растениям, так как не имеют тканей и органов. Тело водорослей называется талломом, или слоевищем. У некоторых водорослей естьризоиды — нитевидные выросты, в основном предназначенные для прикрепления к субстрату. Могут выполнять функцию всасывания воды и минеральных веществ.

Обитая в водной среде, они поглощают питательные вещества всей поверхностью. Вода поглощает и рассеивает свет, поэтому по мере погружения освещенность падает. Волны красной части спектра практически не проникают на глубину свыше 12 м. А именно в этой области спектра «работает» хлорофилл. Поэтому для лучшего обеспечения фотосинтеза у многих групп водорослей появились дополнительные пигменты, поглощающие свет в синей области спектра. Для каждого отдела водорослей характерен свой набор пигментов, что отражается в их названиях.

отдел зеленые водоросли

Зеленые водоросли не имеют дополнительных пигментов, поэтому их окраску определяет хлорофилл. Именно эта группа водорослей дала начало высшим растениям. Они широко распространены в пресных и морских водах, встречаются также на суше в увлажненных местах: в почве, на коре деревьев, на камнях. Размеры их варьируют от нескольких микрометров до метров. Они представлены различными жизненными формами: одноклеточными, колониальными, нитчатыми и многоклеточными. Представителями одноклеточных водорослей являются хламидомонада и хлорелла.

СТРОЕНИЕ ХЛАМИДОМОНАДЫ

Рис. 1

Хламидомонада представляет собой округлую клетку, вытянутую с переднего конца (рис. 1). На этом конце находится пара жгутиков, за счет которых она довольно быстро передвигается. Снаружи клетка покрыта клеточной стенкой. В центре клетки находитсягаплоидное ядро (содержит одинарный набор хромосом — n). Единственная крупная пластида, называемая хроматофор, имеет чашевидную форму и располагается по периферии клетки, делая всю ее окрашенной. В клетке имеется обычный набор эукариотических органелл. Кроме того, на переднем конце располагается пара сократительных вакуолей, выводящих из клетки избыток воды.

В условиях неравномерного освещения хламидомонада всегда плывет на свет. Это явление называется положительным фототаксисом. Для его осуществления у хламидомонады есть специальный органоид, видимый как маленькая красная точка в основании жгутиков. Он называется стигма, или глазок.

РАЗМНОЖЕНИЕ И ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ ХЛАМИДОМОНАДЫ

Жизненный цикл хламидомонады идет с чередованием гаплоидной и диплоидной форм (рис. 2). В благоприятных условиях хламидомонада быстро размножается бесполым путем. Достигнув определенных размеров, клетка отбрасывает жгуты и округляется. Происходит, в зависимости от вида, 1, 2 или 3 митотических деления ядра. Под оболочкой материнской клетки образуется 2, 4 или 8 мелких клеток, имеющих пару жгутиков. Оболочка материнской клетки разрывается, и мелкие клетки, называемыезооспорами, выходят в среду. Они растут и превращаются во взрослых хламидомонад.

Рис. 2. Жизненный цикл хламидомонады

В неблагоприятных условиях у хламидомонады начинается половой процесс. Внутри родительских клеток формируются подвижные гаметы, которые выходят в воду. Гаметы, происходящие из разных родительских клеток, соединяются попарно и образуют зиготу. Она покрывается плотной оболочкой и превращается в зигоцисту, способную переживать неблагоприятные условия. При наступлении благоприятных условий в зигоцисте происходит мейоз, и из нее выходят 4 зооспоры, вырастающие во взрослую хламидомонаду.

ХЛОРЕЛЛА

В отличие от хламидомонады, хлорелла не имеет жгутиков и удерживается в верхних слоях воды за счет низкой плотности. Выглядит она как зеленая муть в воде — вода «цветет» (рис. 3).

Рис. 3

Размножается она только бесполым путем (рис. 4), а неблагоприятные условия переживает в форме цисты, в которые превращаются обычные клетки. Для хлореллы характерна высокая скорость фотосинтеза, она богата белками и липидами, благодаря чему ее выращивают на корм скоту и применяют для регенерации кислорода в космических аппаратах.

Рис. 4

Представителями нитчатых зеленых водорослей являются улотрикс и спирогира.

УЛОТРИКС

Улотрикс растет в прикрепленном состоянии (рис. 5). Нижняя клетка нити, называемаяприкрепительной (ризоидальной) клеткой, плотно врастает в поверхность какого-либо подводного предмета, образует толстую клеточную стенку, ее цитоплазма отмирает. Остальные клетки имеют одинаковое строение и способны к делению и фотосинтезу. За счет их деления водоросль растет в длину.

Рис. 5

Улотрикс размножается половым и бесполым путем (рис. 6).

Бесполое размножение улотрикса осуществляется с помощью подвижных 4-жгутиковых зооспор. Они образуются путем митотического деления из клеток средней части нити. Прикрепившись к какой-нибудь поверхности, они сбрасывают жгуты и делятся митозом в плоскости, параллельной поверхности. Нижняя клетка превращается в прикрепительную, а верхняя продолжает делиться, образуя нить. Нити улотрикса могут размножаться фрагментацией.

В неблагоприятных условиях улотрикс размножается половым путем. В клетках нити формируются подвижные гаметы. Они, соединяясь попарно, образуют зиготу, которая превращается с зигоцисту, переживающую неблагоприятные условия. В благоприятных условиях в ней происходит мейоз, и образовавшиеся гаплоидные клетки дают начало новым нитям улотрикса.

Рис. 6

СПИРОГИРА

Спирогира представляет собой длинные плавающие в толще воды нити, состоящие из крупных клеток (рис. 7). Центр клетки занимает крупная центральная вакуоль, цитоплазма находится в пристенном слое и пронизывает вакуоль отдельными тяжами. Особенность спирогиры: один или несколько лентовидных хроматофоров, закрученных в спираль, и гаплоидное ядро.

Рис. 7

Нить растет за счет деления всех клеток.

При фрагментации нити каждый ее кусочек может дать начало новой нити. Так происходит вегетативное размножение спирогиры. Часто в водоемах спирогира образует густые сплетения, похожие на зеленую вату.

Половой процесс — конъюгация — у спирогиры происходит между обычными клетками двух разных нитей (рис. 8).

Рис. 8

При сближении нитей между ними образуется конъюгационная трубка. Содержимое одной клетки, принадлежащей к «+»-нити, перетекает в другую, принадлежащую «–»-нити.

Происходит слияние клеток, а затем и ядер. Формируется диплоидная зигота, которая окружается плотной оболочкой — образуется зигоспора. Зигота делится мейозом, образуя 4 гаплоидные клетки.

В дальнейшем 3 из 4 клеток погибают. Оставшаяся прорастает в гаплоидную нить спирогиры.

СИФОНОВЫЕ ВОДОРОСЛИ

Одной из самых древних групп зеленых водорослей являются сифоновые водоросли. У них таллом образован, как правило, одной гигантской клеткой. В цитоплазме кроме одного или нескольких ядер содержится также один или несколько хлоропластов. Многочисленные хлоропласты обладают дисковидной или веретеновидной формой; когда хлоропласт один, он имеет сетчатое строение. Примерами таких водорослей являются каулерпа (рис. 9) и ацетабулярия (рис. 10).

Рис. 9 Рис. 10

АЦЕТАБУЛЯРИЯ

Нижняя часть одноклеточного слоевища (ризоид) находится в грунте. В ризоиде расположено ядро. Вверх растет ножка, достигающая в длину нескольких сантиметров. На ее конце формируется шляпка. Для размножения по периферии шляпки образуются споры, из которых вырастают новые растения.

отдел Бурые водоросли

С помощью дополнительных пигментов они могут осуществлять фотосинтез на глубине до 30 метров. Они встречаются только в морях и представляют собой крупные растения (до 30 метров в длину), состоящие из диплоидных клеток. Таллом образует ризоиды для прикрепления к субстрату (рис. 11). Многие из них растут в приливно-отливной зоне (литорале) и во время отлива оказываются на суше. Для защиты от высыхания бурые водоросли образуют много слизистых веществ. Представителями бурых водорослей является фукус (рис. 12) и ламинария (рис. 13). Таллом фукуса содержит многочисленные пузырьки воздуха для увеличения плавучести.

Рис. 11 Рис. 12 Рис. 13

В жизненном цикле бурых водорослей наблюдается чередования гаплоидного гаметофита и диплоидного спорофита с преобладанием спорофита.

Размножаются бурые водоросли половым и бесполым путем. Диплоидные растения посредством мейоза образуют гаплоидные клетки. У одних (род фукус) они становятся гаметами, при слиянии которых образуется зигота, дающая начало новому растению. У большинства же продуктами мейоза являются споры, которые дают начало гаплоидной стадии (рис. 14).

Рис. 14. Жизненный цикл ламинарии

Гаплоидная стадия представляет собой мелкие нитевидные образования, которые недолго живут на дне моря. Они раздельнополы. На них формируются многоклеточные (!) половые органы, в которых образуются гаметы: яйцеклетки и сперматозоиды. Они, сливаясь, образуют зиготу, из которой вырастают крупные диплоидные растения.

Отдел красные водоросли (багрянки)

На глубинах более 30 метров света не хватает и для бурых водорослей. Там обитают красные водоросли, пигменты которых способны использовать синий свет. Основные пигменты: хлорофилл, каротиноиды (желто-оранжевые), фикобилины (красно-синие). Встречаются они и на более мелких участках дна, вплоть до границы воды и суши. В основном это морские растения средних размеров (десятки сантиметров в длину), но среди них есть и обитатели пресных вод, и одноклеточные представители. Представители: порфира (рис. 15) и филлофора (рис. 16).

Рис. 15 Рис. 16

В пресных водоемах (ручьях и болотах) распространен батрахоспермум ( «жабья икра») в виде разветвленных сине-зеленых кустиков, окутанных бесцветной студенистой слизью, придающей ему отдаленное сходство с икрой лягушек или жаб (рис. 17).

Рис. 17.

У красных водорослей в жизненном цикле одинаково представлены гаплоидная и диплоидная стадии, часто они образуют единый таллом. Полностью отсутствуют жгутиковые стадии жизненного цикла.

Многие виды красных водорослей употребляются в пищу, используются для получения агар-агара и медицинских препаратов.

значение водорослей

  1. Одни из основных поставщиков кислорода наряду с таежными и тропическими лесами.
  2. В морях они являются основными продуцентами органических веществ.
  3. Начальное звено пищевых цепей водных экосистем.
  4. Являются местом обитания и размножения водных организмов.
  5. Пищевой продукт для человека.
  6. Корм для скота.
  7. Сырье для получения лекарственных веществ, микроэлементов (йода и др.), красителей, агар-агара и т. п
  8. ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ ПОСМОТРЕТЬ ОБЯЗАТЕЛЬНО http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/c684b6db-d9ae-7349-11a7-d00bddba6c9b/00135958702400568.htm

Водоросли

М.Е. ПАВЛОВА, В.А. СУРКОВ

Продолжение. См. No 5, 6/2002

Соотношение диплоидной и гаплоидной фаз в жизненном цикле водорослей различно. Редукционное деление может происходить непосредственно после слияния гамет (зиготическая редукция), в результате чего все клетки развивающегося растения оказываются гаплоидными. Например, у многих зеленых водорослей зигота – единственная диплоидная стадия в цикле развития, а вся вегетативная фаза проходит в гаплоидном состоянии.

У других водорослей, напротив, развивающаяся из зиготы вегетативная фаза диплоидна, а редукционное деление происходит только непосредственно перед образованием гамет (гаметическая редукция). Таковы, например, все диатомовые водоросли и некоторые бурые (представители порядка фукусовых).

Наконец, у ряда водорослей редукционное деление ядра, проходящее после некоторого времени существования диплоидного таллома, приводит к образованию не гамет, а спор (спорическая редукция). Отличие состоит в том, что споры не сливаются попарно – каждая из них дает начало новому растению, клетки которого оказываются гаплоидными. В дальнейшем на таком растении – уже без редукционного деления – образуются гаметы, слияние которых вновь приводит к образованию диплоидного организма. В этом случае говорят о чередовании поколений: диплоидного – образующего споры – спорофита и гаплоидного – гаметофита. Спорофит и гаметофит могут быть практически одинаковы по внешнему виду (изоморфная смена поколений, характерная для ряда видов зеленых, – ульва, кладофора, некоторых порядков бурых и большинства красных водорослей) или резко различаться (гетероморфная смена поколений, широко распространенная среди бурых водорослей, но встречающаяся и у зеленых и красных).

В систематическом отношении водоросли представляют собой совокупность нескольких обособленных групп растений, вероятно, самостоятельных по своему происхождению и эволюции. Разделение водорослей на группы в основном совпадает с характером их окраски, что, в свою очередь, связано с набором пигментов, а также основано на общих особенностях строения. При таком подходе выделяется 10 групп водорослей: синезеленые (Cyanophita), пирофитовые (Pyrrophyta), золотистые (Chrysophyta), диатомовые (Bacillariophyta), желто-зеленые (Xanthophyta), бурые (Phaeophyta), красные (Rhodophyta), эвгленовые (Euglenophyta), зеленые (Chlorophyta) и харовые (Charophyta).

В нашей стране большинство систематиков придерживаются точки зрения о разделении всех организмов на четыре царства – бактерии, грибы, растения и животные. К собственно водорослям в этом случае относятся все вышеперечисленные группы (отделы в царстве растений), кроме синезеленых. Последние, будучи прокариотическими организмами, попадают в царство бактерий.

Существуют и другие классификации. Например, некоторые зарубежные систематики делят все живые организмы на пять царств: Monera (доядерные), Protista (эукариотические одноклеточные или состоящие из многих клеток, не дифференцированных на ткани), Animalia (животные), Fungi (грибы), Plantae (растения). В этом случае синезеленые водоросли также относят к царству Monera, тогда как остальные отделы водорослей попадают в царство Protista, так как, не имея дифференцированных тканей и органов, не могут считаться растениями. Существует и такая точка зрения, согласно которой разные группы водорослей получают ранг отдельных царств.

Синезеленые водоросли (цианобактерии)

Как уже было сказано, синезеленые водоросли являются прокариотическими организмами, т.е. не имеют типичных, ограниченных мембранами клеточных ядер, хроматофоров, митохондрий, элементов эндоплазматической сети и вакуолей с клеточным соком. Поэтому их обычно относят не к растениям, а к царству бактерий. Сходство же их с эукариотическими водорослями выражается в особенностях биохимии пигментов и фотосинтеза. При этом наиболее сходным с синезелеными набором пигментов и запасных питательных веществ обладают красные водоросли. Для обеих этих групп также характерно отсутствие подвижных жгутиковых стадий.

Сверлящие (1, 2 ) и туфообразующие (3, 4 ) синезеленые водоросли

Синезеленые водоросли могут быть как одноклеточными и колониальными, так и образовывать нитчатые тела. Клетки этих организмов могут быть окрашены различно в зависимости от соотношения пигментов: хлорофилла а (зеленые), каротиноидов (желтые, оранжевые), фикоцианина (синие), фикоэритрина (красные). В их цитоплазме находятся включения запасных питательных веществ (гликоген, волютин, цианофициновые зерна), а также газовые вакуоли, или псевдовакуоли, – полости, заполненные газом. В периферической цитоплазме расположены тилакоиды, в мембраны которых «встроены» молекулы хлорофилла и каротиноидов. Кнаружи от цитоплазматической мембраны находится клеточная стенка, в состав которой входит муреин (полимер, состоящий из аминосахаров и аминокислот) – вещество, являющееся основным компонентом клеточной стенки бактерий и не встречающееся у эукариотических водорослей и грибов. У многих синезеленых водорослей поверх клеточных стенок находятся еще и слизистые слои, причем единая слизистая оболочка часто покрывает несколько клеток.

Синезеленые водоросли – первые автотрофные фотосинтезирующие организмы, появившиеся на Земле. По своему строению на них очень похожи и наиболее древние из известных до сих пор живых организмов – шаровидные микроскопические тельца диаметром от 5 до 30 мкм, обнаруженные в Южной Африке и имеющие возраст более 3 млрд лет.

Различные структуры синезеленых водорослей

Развившиеся в докембрийских морях в огромном количестве цианобактерии изменили атмосферу древней Земли, обогатив ее свободным кислородом, а также явились первыми создателями органического вещества, ставшего пищей для гетеротрофных бактерий и животных.

Красные водоросли

Отдел красных водорослей, или багрянок, (Rhodophyta) включает более 600 родов и около 4000 видов. Древнейшие красные водоросли, обнаруженные в кембрийских отложениях, имеют возраст около 550 млн лет.

Некоторые систематики выделяют эту группу в отдельное подцарство в царстве растений, поскольку багрянки имеют ряд особенностей, существенно отличающих их от других эукариотических водорослей. В их хроматофорах кроме хлорофиллов a и d и каротиноидов содержится еще ряд водорастворимых пигментов – фикобилинов: фикоэритрины (красные), фикоцианины и аллофикоцианин (синие). В итоге окраска таллома варьирует от малиново-красной (если преобладает фико–эритрин) до голубовато-стальной (при избытке фикоцианина). Запасным полисахаридом красных водорослей является «багрянковый крахмал», зерна которого откладываются в цито–плазме вне хлоропластов. По своей структуре этот полисахарид ближе к амилопектину и гликогену, чем к крахмалу.

Багрянки: 1 – каллитамнион; 2 – делессерия

Споры и гаметы багрянок лишены жгутиков, а цикл их развития включает не две, как у других водорослей, а три стадии. После слияния гамет из зиготы развивается диплоидный организм (в той или иной, иногда редуцированной, форме) – спорофит, производящий диплоидные же споры. Из этих спор развивается второе диплоидное поколение – спорофит, в клетках которого в определенное время происходит мейоз и образуются гаплоидные споры. Из такой споры развивается третье поколение – гаплоидный гаметофит, производящий гаметы.

В состав клеточной стенки багрянок входят пектины и гемицеллюлозы, способные сильно набухать и сливаться в общую слизистую массу, заключающую протопласты. Нередко слизистые вещества склеивают нити таллома, что делает их скользкими на ощупь. В клеточных стенках и межклетниках многих багрянок содержатся фикоколлоиды – содержащие серу полисахариды, широко применяемые человеком в хозяйственной деятельности. Наиболее известные из них – агар, каррагинин, агароиды. Многие багрянки откладывают в клеточных стенках карбонат кальция, что придает им жесткость.

У большинства красных водорослей талломы образованы переплетающимися многоклеточными нитями, прикрепленными к субстрату с помощью ризоидов, реже в этой группе можно встретить одноклеточные (порфиридиум) и пластинчатые (порфира) формы. Размеры талломов багрянок – от нескольких сантиметров до метра.

В большинстве своем красные водоросли – обитатели морей, где они всегда прикреплены к камням, раковинам и другим предметам на дне. Порой багрянки проникают на очень большие глубины. Один из видов этих водорослей был обнаружен у Багамских островов на глубине 260 м (освещенность на такой глубине в несколько тысяч раз меньше, чем у поверхности моря). При этом водоросли одного и того же вида, растущие глубже, имеют, как правило, более яркую окраску – например ярко-малиновую на глубине и желтоватую на мелководье.

Один из типичных представителей багрянок – каллитамнион щитковидный (Callithamnion corymbosum) – образует изящные кустики ярко-розового цвета до 10 см высотой, состоящие из сильно разветвленных нитей. В морях на скалах растет немалион (Nemalion), слизистые бледно-розовые шнуры которого достигают 25 см длины и 5 мм толщины. У видов рода делессерия (Delesseria) талломы похожи на ярко-красные листья – они образовались путем срастания боковых ветвей главной оси. У распространенных в теплых морях видов рода кораллина (Corallina) талломы состоят из сильно пропитанных известью члеников, соединенных друг с другом сочленениями с небольшим содержанием извести, что придает всему растению гибкость, помогающую противостоять действию волн и расти в местах сильного прибоя.

Немалион

Красные водоросли находят широкое применение в хозяйственной деятельности человека. Известно, что они являются ценным пищевым продуктом, содержащим довольно много белка, витаминов и микроэлементов. В странах Восточной Азии, на Гавайских и других островах из них готовят разнообразные блюда, нередко едят сушеными или засахаренными. Наиболее известны такие съедобные багрянки, как родимения (Rodimenia) и порфира (Porphyra), распространенные во многих морях. Листовидный пурпурный таллом видов порфиры прикрепляется основанием к субстрату и достигает в длину около 50 см. В Японии даже развито промышленное культивирование этих водорослей. Для этого в прибрежной полосе на мелководье укладывают камни, пучки ветвей или растягивают специальные сети из толстых веревок, закрепляя их на бамбуковых шестах так, чтобы они держались у поверхности воды. Через некоторое время эти предметы сплошь обрастают порфирой.

Агар-агар, о свойствах и применении которого рассказывалось в начале статьи, известен в Японии с 1760 г. Почти до середины ХХ в. его получали исключительно из красной водоросли гелидиума, но в настоящее время для этой цели используют около 30 видов багрянок. В России сырьем для агара служит анфельция, распространенная в северных частях Атлантического и Тихого океанов. Добывают ее в Белом море и у побережья Сахалина. Агароиды же у нас получают из черноморской водоросли филлофоры.

Продолжение следует

Водоросли – определение, классификация, строение, применение (название на латинском языке — Аlgае)

Определение, терминология

Водоросли (Аlgае) – это чрезвычайно разнообразна и многочисленна (более 35 тыс. Видов) экологическая группа фотоавтотрофных организмов, тело которых слоевище, или таллом (греч. Thallуs — побег, зеленая ветка), не расчлененное на органы, а жизнь связана в основном с водной средой. Всесторонним изучением водорослей занимается наука альгология, или фикология.

Биологическая роль водорослей

Водоросли участвуют в общем круговороте веществ в природе как фотосинтезирующие организмы. Производительность водорослей в морях и океанах в 6-9 раз больше, чем высших растений на суше. За год морские водоросли создают в ¼ всех органических веществ планеты. Геохимическая роль водорослей связана прежде всего с круговоротом кальция и кремния, с процессами формирования почвы, камней, островов, архипелагов, горных пород, ископаемых минералов, полезных ископаемых. Вместе с бактериями водоросли обеспечивают самоочищение воды, связывают свободный азот, способствуют накоплению органических остатков, образованию гумуса, улучшению аэрации, состава и структуры почвы. Антибиотики, которые выделяются в воду водорослей (хлорелла, сценедесмус, пандорина, хламидомонас, гематококус, зигнема, ризоклониум, едогониум, спирогира, кладофора), подавляют размножение бактерий. Отрицательное значение имеет способность водорослей накапливать металлы и радиоактивные изотопы, а также вызывать «цветение воды» — массовое развитие, отмирание и загнивание планктонных водорослей, сопровождающееся уменьшением в воде содержания кислорода и увеличением углерода, фосфора, азота, серы, интенсивным размножением бактерий , накоплением токсинов водорослей, которые могут вызвать отравление. Проникновение в легкие человека диатомовой пыли может вызвать хронический бронхит, пневмосклероз, силикоз.

Применение водорослей

Лечебные свойства водорослей

Витамины, питательные и минеральные вещества водоросли играют определенную роль в профилактике заболеваний, связанных с неполноценным рационом питания. Одноклеточные водоросли используются для создания замкнутых экологических систем и питательных продуктов для космонавтов. При переработке водоросли и их образований (известняков, мела, сапропелей, диатомита, кизельгура, трепела, строматолиты, каменного угля, горючих сланцев, торфа, фосфоритов, руды и т.д.) получают минеральные элементы, питательные БАС и др. соединения и материалы (соду, полисахариды, манит, сорбит, витамины, каротиноиды, аминокислоты, белки, иммобилизованные ферменты, липиды, йод, соли брома, калия и железа, спирты, смолу, глицерин, красители, ароматизаторы, аммиак, ацетон, клетчатку, уксусную кислоту, меченые вещества, бензин, керосин, газ и т.д.).

Диатомит используют для фильтрации воды, очистка масла, мелассы. К ценных и уникальных продуктов, которые получают водоросли, принадлежат фикоколоиды (агар, каррагинан, альгиновая кислота и ее соли — альгинаты) и высокомолекулярные спирты (манит, сорбит). Агар, агароид, агароза, агаробиоза, агаропектин, каррагинан являются специфическими продуктами биосинтеза красных водорослей (родов Gracilaria, Gelidium, Ahnfeltia, Pteroсladia, Acanthoреltis, Chondrus, Phyllophora, Gigartina, Eucheuma, Iridaea, Hypnea, Furcellaria). Альгиновой кислоты и альгинаты синтезируют бури В. родов Macrocystis, Ascophylliun, Ecklonia, Durvillaea, Laminaria (см. Ламинария), Fucus (см. Фукус пузырчатый).

Некоторые водоросли (спирулина, ламинария, фукус) является ценным лекарственным сырьем, другие поставляют манит, который включается в состав лекраственных препаратов и продуктов для диабетиков; по отдельным видам морских водорослей получают заменители крови, антибиотики, адаптогены и иммуностимуляторы, препараты для лечения при гипертиреозе, лучевой болезни, сердечно-сосудистых, желудочно-кишечных, онкологических заболеваниях (Sargassum, laminaria), ожирении, запорах и др. Ламинарии тампоны используют в акушерстве. Лечебные грязи, в состав которых входят водоросли и донные отложения сапропеля, применяют в бальнеологии (на территории Украины источниками грязей является Мойнакское озеро возле Евпатории и Хаджибейский лиман под Одессой).

Водоросли в народной медицине

В народной медицине водоросли применяют при лечении атеросклероза, рахита, цинги, гипертонии, золотухи, ревматизма, глистной инвазии, болезней щитовидной и поджелудочной железы, кашля, воспалений, ран, подагры, кишечных и венерических заболеваний и тому подобное.

В судебной медицине при экспертизе утопленных иногда прибегают к диатомовому анализу. Водоросли используют в фотобиотехнологии и управляемом биосинтезе различных органических соединений.

Водоросли и охрана окружающей среды

Культивирование водорослей на стоковых водах способствует экономии природных ресурсов, охране окружающей среды, получению дополнительных источников энергии и удобрений. Промышленное культивирование морских водорослей родов Porphyra, Laminaria, undaria, Chlorella, Spirulina широко развито в Японии, Китае, США, Канаде, Мексике, Франции, Дании, на Филиппинах, в Юго-Восточной Азии.

В систематическом отношении водоросли — гетерогенная группа отделов, связанных с различными группами бесцветных гетеротрофных организмов, от которых они взяли начало.

Об этом свидетельствуют разногласия между различными группами водорослей в способах размножения, жизненных циклах, особенностях чередование полового и бесполого поколений; существенная разница морфологических, биохимических, цитологических, молекулярных и генетических признаков (набор пигментов, ультраструктура хроматофоров, запасные продукты фотосинтеза и их локализация в клетке, строение жгутикового аппарата, форма митохондриальных крист, геномы ядра, митохондрий и пластид и т.д.). Общими признаками для всех отделов водорослей является параллелизм в развитии морфологической дифференциации тела и формах размножения, а также наличие пигментов, обусловливающие фотосинтетический тип питания (хотя в некоторых низших форм водорослей существует сочетание автотрофного и гетеротрофному питания).

Классификация водорослей

Классифицируют водорослей по традиции на основании особенностей строения клеток и талом и характера их окраски, обусловленного соотношением пигментов (хлорофиллов a, b, c, d, е, каротинов, ксантофил, фикоциан, алофикоциану, фикоэритрина, фукоксантина и др.). При таком подходе различные авторы выделяют от 5 до 12 и более отделов водорослей. Отдельные систематики, которые придерживаются точки зрения о распределении всех организмов на 4 царства (бактерии, грибы, растения, животные), относят все отделы водорослей к собственно к царству растений, кроме прокариот, принадлежащих к царству бактерий. Некоторые систематики разделяют все живые организмы на 5 царств. При этом они не считают водорослей растениями вследствие отсутствия дифференцированных тканей и органов, поэтому относят сине-зеленые водоросли к царству Monera (доядерные), а остальные отделы водорослей — к царству Protista (эукариотические одно- или многоклеточные организмы, не дифференцированы на ткани и органы). Существует и такая точка зрения, согласно которой различные группы водорослей получают ранг отдельных царств. В современных системах органического мира водоросли распределены между различными надцарствами, царствами, отделами и классами. Единого мнения о количестве отделов и классов водорослей пока нет. Большинство современных авторов придерживается системы Pascher A., по которой различается 10 классов водорослей:

  • сине-зеленые – Cyanophyсеае
  • красные – Rhodophyсеае
  • зеленые – Chlorophyсеае
  • золотистые – Chrysophyсеае
  • желто-зеленые – Xanthophyсеае
  • диатомовые – Bacillariophyсеае
  • бурые – Phaeophyсеае
  • динофициевые – Dinophyсеае
  • криптофициевые — Cryptophyсеае
  • евгленофициевые – Euglenophyсеае

Современные филогенетические схемы водорослей (Н.П. Масюк, И.Ю. Костиков) базируются на теории симбиотического происхождения водорослей от различных групп бесцветных гетеротрофных организмов. Они составлены на основе данных биохимических, онтогенетических, ультраструктурных и молекулярных исследований, учитывают ядерные и пластидних геномы и подтверждают статус 16 отделов водорослей, среди которых один отдел (Cyanophyta) относится к Prokaryota, а 15 — к Eukaryota (Euglenophyta, Chlorarachniophyta, Raphidophyta, Chrysophyta, Eustigmatophyta, Xanthophyta, Phaeophyta, Bacillariophyta, Dictyochophyta, Dinophyta, Haptophyta, Cryptophyta, Glaucocystophyta, Rhodophyta, Chlorophyta).

По уровню организации и морфологической индивидуальности водоросли разнообразны:

  • доклеточные;
  • клеточные прокариотические,
  • эукариотические и мезокариотичные
  • как одноклеточные, так и многоклеточные (простые нитчатые однотрихомные, колонии одноклеточных или многоклеточных индивидов, расчлененных на структуры, похожие на стебли, листья и даже плоды);
  • колониальные организмы.

Выделяют следующие жизненные формы водорослей:

  • амебоидную
  • монадную
  • гемимонадную (пальмелоидну, капсальну, тетраспоральну)
  • кокоидную
  • нитчатую
  • паренхиматозную или пластинчатую (тканевую)
  • псевдопаренхиматозную (псевдотканевую)
  • сифональную (неклеточных)
  • сифонокладальную

Водоросли распространены по всему земному шару в морях, океанах, различных континентальных водоемах и за их пределами. Некоторые зеленые и сине-зеленые водоросли являются автотрофным компонентом лишайников, некоторые (Zoochlorella) вступают в симбиоз с инфузориями, гидрами, червями.

По условиям и образу жизни водоросли разделены на две экологические группы.

  1. Водоросли, живущих в воде пресных водоемов, морей и океанов, ледников (криофитон) термальных источников (термофитон) фитобентос (греч. benthos — глубина) фитопланктон (греч. plankton — блуждающий) фитонейстон (греч. nеиn — плавать) перифитон (водоросли обрастания).
  2. Водоросли, живущих вне воды: наземные — аэрофитон и грунтовые — фитоедафон.

Клеточные водоросли разнообразные по размеру, форме, особенностям ультраструктуры, расположением в теле (базальные, апикальные, интеркалярные и т.д.), по функциям (вегетативные, половые, фотосинтезирующие, гетероцисты т.д.).

Строение водорослей

Ядерный аппарат клеток эукариотических водорослей варьирует по количеству, форме и размерам ядер, может размещаться центрично или ацентрично. Цитоплазма клеток эукариотических водорослей включая обычные мембранные структуры, а также специфические для определенных групп водорослей органеллы: центриоли, пиреноиды, подвижные ундулиподии (жгутики, гаптонемы) неподвижные отростки — псевдоцилии; фоторецепторные красный глазок или стигмы.

Вакуолярная система водорослей представлена вакуолями различного типа. Сформированы клетки чаще всего центральную вакуоль, а иногда многочисленные мелкие вакуоли с клеточным соком для некоторых водорослей характерные вакуоли с фукозаном (бурые) или с кристаллами гипса (десмидиальные). Для клеток монадного, ризоподиального, пальмелоидного типа характерны осморегулюючи пульсирующие (сократительные) вакуоли, а большинство сине-зеленых водорослей имеет газовые вакуоли (псевдовакуоли).

Покровы клеток водорослей неодинаковы. У большинства есть клеточная стенка, сложенная из аморфного гемицелюлозно-пектинового матрикса, в который погружены фибриллы из молекул целлюлозы или манана и ксилана.

Кроме этого, в состав клеточной стенки водорослей входят соли железа (вольвокс) или кальция (ацетобулярия, харовые, много видов красных), кремнезем (диатомовые водоросли), спорополенин (хлорелла, сценедесмус), протеин, кальция карбонат, хитин (кладофора, едогониум), которые иногда формируют структуру, похожую на панцирь.

У более примитивных водорослей протопласт репродуктивных клеток покрытый только плазмолеммой имеет оригинальные покровы.

Клетки сине-зеленых водорослей, их колонии, трихомы окружены слизистыми обертками или слизистым чехлом. Пластиды В. — хроматофоры — своеобразные по форме, часто имеют стигмы и пиреноиды — полуавтономную белковую систему. Пиреноиды (их бывает от 1 до 10 и более) окружены обкладкой из липидов или углеводов (крахмала, Ламинарин, пирамелону), находятся в центре хлоропласта, под его оболочкой или выступают над поверхностью.

Включениями клетки водорослей являются конечные продукты метаболизма — полифенолы, сферические структуры полифосфатов, белково-глюцидни тела (бурые, красные, зеленые), меланин, цианофицинови гранулы (сине-зеленые), галогенотерпеноиды, алкалоиды, ацетиленовый липид, мышьяк (Hizikia), токсические производные индола (Caulerpa), ацетилена тощо.Вегетативное размножение: простым делением клеток надвое; разрывом Талом на отдельные фрагменты, почкованием слоевища (некоторые виды бурых водорослей) образованием пузырьков (харовые) образованием спор или гормогонии — специальных вегетативных толстостенных клеток, наполненных питательными веществами. Чередование жизненных циклов связано с бесполым (с помощью зооспор, апланоспор, автоспор, акинеты, цист) и половым размножением (по типу изогамии, гетерогамии, автогамия, хологамия, конъюгации).

Литература

^Наверх

Полезно знать

  • Адсорбционные индикаторы
  • Хемосорбция
  • Азатиоприн
  • триметиленимин
  • Азины
  • Азол
  • Диазосоединения
  • Азота закись

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *