Что имеют водоросли как высшие растения

Высшие водоросли

Вдоросли — главные производители органических вещества 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. Некоторые, в основном морские, употребляются в пищу (морская капуста, 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 . Многие водоросли — важный компонент процесса биологической очистки сточных вод.

Вложенные файлы: 1 файл

ВЫСШИЕ ВОДОРОСЛИ.docx

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

КРЕМЕНЧУЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМЕНІ МИХАЙЛА

НА ТЕМУ: «ВЫСШИЕ ВОДОРОСЛИ»

Водоросли (Algae) – обширная и неоднородная группа низших растений. Водоросли – самые многочисленные и одни из самых важных для планеты фотосинтезирующих организмов. Они встречаются повсюду: в морях и океанах, в пресных водоёмах, на влажной почве и на коре деревьев.

Ограничивающее определение растений выделило две группы, которые ранее входили в это понятие: сине-зеленые водоросли (прокариоты царства Мопега) и растениеподобные флагелляты царства Protista. Обе эти группы часто относят к низшим водорослям, в то время как термин "высшие водоросли" относится к зеленым, красным и бурым водорослям, большинство которых является многоклеточными.

Вдоросли — главные производители органических вещества 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. Некоторые, в основном морские, употребляются в пищу (морская капуста, 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 . Многие водоросли — важный компонент процесса биологической очистки сточных вод.

Видовое разнообразие водорослей оценивается примерно в 50 тысяч видов. Высшими систематическими категориями у водорослей являются отделы.

Отдел Красные водоросли, или Багрянки

Красные водоросли, багрянки (Rhodophyta), отдел (тип) водорослей. Одноклеточные и многоклеточные формы. Характеризуются содержанием в хроматофорах (помимо хлорофилла а, каротина и ксантофилла) хлорофилла d, R-фикоэритрина (красный пигмент) и R-фикоциана (сине-зелёный); отсутствием подвижных жгутиковых стадий (зооспор, сперматозоидов); своеобразием полового процесса. Слоевища красных водорослей нитевидные , кустистые, пластинчатые, у некоторых расчленены на стебли и листообразные органы; у ряда красных водорослей слоевища твёрдые в связи с отложением в них кальция (лиготамний и др.). Окраска красных водорослей варьирует от тёмно-красной, почти чёрной, до розовой, желтоватой и иногда сине-стальной. Запасные питательные вещества — т. н. багрянковый крахмал, а также флоридозид и манноглицерат. Красные водоросли включают 600 родов (3750 видов) и делятся на 2 класса: Bangiophyceae (бангиевые) и Floridophyceae (флоридеи). Бесполое размножение неподвижными спорами, образующимися в спорангиях по 1 (моноспоры) или по 4 (тетраспоры). Половой процесс — оогамия. В мужских половых органах, сперматангиях, образуются неподвижные половые клетки — спермации. Они переносятся водой к женским половым органам — карпогонам. После оплодотворения содержимое карпогона у бангиевых распадается на гаплоидные карпоспоры; у флоридей карпогон даёт нитевидные мнотоклеточные выросты, на концах которых образуется по 1 карпоспоре, или от карпогона отходят нити, соединяющиеся со специальными крупными (ауксилярными) клетками слоевища, куда переходят ядра (по 1 в каждую), образующиеся при делении оплодотворённого яйца карпогона. Ядра в ауксилярных клетках не сливаются. Эти клетки, в свою очередь, дают нитевидные выросты, несущие карпоспоры.

Красные водоросли обитают преимущественно в морях (часто на большей глубине, чем зелёные и бурые водоросли, что обусловлено присутствием фикоэритрина, способного, по-видимому, использовать для фотосинтеза зелёные и синие лучи, проникающие глубже других в воду), меньше в пресных водах и почве. Ископаемые красные водоросли найдены в отложениях мелового периода. Наибольшее практическое значение имеют анфельция, гелидиум, филлофора, фурцелярия, дающие студнеобразующие вещества — агар-агар, агароид, карраген. Некоторые красные водоросли, например порфира, употребляются в пищу.

Только одноклеточные формы, обычно монадные (со жгутиками). Пирофитовые водоросли – миксотрофы: на свету они питаются автотрофно, в темноте – гетеротрофно (поэтому они часто встречаются в загрязненных водах). Генетический аппарат пирофитовых имеет особую (мезокариотическую) организацию: ядро у них есть, но хромосомы кольцевые, без гистонов. Для Пирофитовых характерны сложно устроенные хроматофоры. Содержат хлорофиллы а и с. Запасной углевод – крахмал.

Отдел Зеленые водоросли

многочисленная группа водорослей, которая характеризуется следующими признаками. Фотосинтезирующие пигменты представлены хлорофиллами а и b. Хлоропласты (хроматофоры) окружены оболочкой из двух мембран; непосредственная связь оболочек хлоропластов и эндоплазматической сети не обнаруживается. Фотосинтезирующие структуры (ламеллы) состоят из 2 и более тилакоидов, образующих граны. Как правило, имеется два одинаковых жгутика (реже жгутиков много, или жгутики отсутствуют). Запасное вещество – крахмал; клеточная оболочка целлюлозная. Имеются все формы полового процесса. Большинство зеленых водорослей – обитатели пресных вод. Для зеленых водорослей лимитирующим фактором является содержание азота, поэтому после связывания этого биогена начинается их отмирание. Отдел делится на три класса:

1. Класс Собственно зеленые водоросли. Наиболее разнообразная группа зеленых водорослей (хламидомонада, вольвокс, хлорелла, улотрикс).

2. Класс Конъюгаты, или Сцеплянки. Нитчатый таллом. Отличаются отсутствием жгутиковых стадий, половой процесс в виде конъюгации.

3. Класс Харовые. Отличаются сложно устроенным многоклеточным талломом. Гаметангии многоклеточные. Диплоидная фаза представлена только зиготой. Обитатели пресных вод (реже – солоноватых). Считается, что предки Харовых водорослей были близки к предкам Высших (наземных) растений; иногда Харовых рассматривают как особый отдел.

Отдел Эвгленовые водоросли

Эти организмы сходны с зелеными водорослями – у тех и других имеются хлорофиллы а и b, как у высших растений. Но есть и существенные различия. Хроматофоры зеленых водорослей имеют двумембранную оболочку, а хроматофоры эвгленовых водорослей – трехмембранную. Клеточная стенка зеленых водорослей – целлюлозная, а эвгленовых водорослей – протеиновая. Запасным углеводом является специфический полимер глюкозы – парамилон. Эвгленовые – одноклеточные организмы, обычно со жгутиками. Половой процесс отсутствует.

Отделы: Золотистые, Желто-зеленые, Диатомовые и Бурые водоросли

сходны между собой по следующим признакам: наличие хлорофиллов а и с, наличие хлоропластной эндоплазматической сети, наличие особого запасающего вещества – ламинарина (или хризоламинарина), разножгутиковость (правда, у диатомовых водорослей жгутики имеют только гаметы, да и то не у всех видов).

Бурые водоросли (Phaeophyta)

Тип споровых растений, включающий 240 родов (1500 видов), из которых 3 — пресноводные, остальные — морские. Слоевища от оливково-зелёного до темно-бурого цвета из-за присутствия в хроматофорах особого бурого пигмента фукоксантина(C40H56O6), маскирующего др. пигменты (хлорофилл а, хлорофилл с, ксантофилл и бета-каротин).Бурыеводоросли разнообразны по форме и размерам (от микроскопических разветвленных нитей до 40-метровых растений). У высших бурых водорослей (например, ламинариевых водорослей) наблюдаются дифференциация тканей и появление проводящих элементов. Для бурых водорослей характерны многоклеточные волоски с базальной зоной роста, отсутствующие у других водорослей. Оболочки клеток содержат целлюлозу и специфические вещества — альгин и фукоидин. Обычно в каждой клетке одно ядро. Хроматофоры большей частью мелкие, дисковидные. У некоторых видов бурых водорослей есть пиреноиды, мало похожие на пиреноиды др. водорослей. В клетке вокруг ядра скапливаются бесцветные пузырьки с фукозаном, обладающим многими свойствами танина. В качестве запасных продуктов в тканях бурых водорослей накапливаются маннит (многоатомный спирт) и ламинарин (полисахарид), реже масло. Размножаются бурые водоросли половым и бесполым путём, редко вегетативно. Обычно у бурых водорослей имеются спорофит и гаметофит; у высших (ламинариевые, десмарестиевые и др.) они строго чередуются; у циклоспоровых гаметофиты развиваются на спорофитах; у примитивных (эктокарповые, хордариевые, кутлериевые и др.) гаметофит или спорофит может выпадать из цикла развития или появляться раз в несколько поколений. Органы размножения — одногнёздные или многогнёздные спорангии. Многогнёздный спорангий, который чаще функционирует как гаметангий, образуется в виде одной клетки или серии клеток, делящихся перегородками на камеры, содержащие внутри по одной гамете или споре. Мейоз происходит обычно в одногнёздных спорангиях, у диктиотовых — в тетраспорангиях. Половой процесс — изогамия, гетерогамия или оогамия. Грушевидные споры и гаметы обычно с глазком, имеют сбоку по два жгутика, один направлен вперёд, другой — назад. бурые водоросли делятся на 3 класса: Aplanosporophyceae (только диктиотовые), Phaeosporophyceae (гетерогенератные и изогенератные, за исключением диктиотовых) и Cyclosporophyceae (циклоспоровые). бурые водоросли распространены во всех морях, особенно в холодных, где образуют большие заросли. Используются для получения альгиновых кислот и их солей — альгинатов, а также кормовой муки и применяемого в медицине порошка, содержащих йод и другие микроэлементы. Некоторые бурые водоросли используются в пищу.

Бурые водоросли: 1 — ламинария; 2 — диктиота; 3 — эктокарпус; 4 — лессония; 5 — нереоцистис; 6 — алярия; 7 — цистозира; 8 — кустики элахисты на стволике другой водоросли; 9 — фукус; 10 — диктиосифон; 11 — саргассум (все, кроме 3 и 8, сильно уменьшены; 3 — вид под микроскопом, увеличено приблизительно в 40 раз).

Экология и практическое значение водорослей

Водоросли как древнейшие фотоавтотрофные организмы во многом определили современный облик биосферы: первичный свободный кислород на Земле создан водорослями в процессе фотосинтеза, водоросли подготовили условия для создания почвы и заселения суши высшими растениями и животными. В настоящее время водоросли продолжают участвовать в поддержании постоянного состава атмосферы, в первичных почвообразовательных процессах. Водоросли остаются основным поставщиком органического вещества в водоемах.

Существует множество экологических групп водорослей. Исходной средой обитания для водорослей является водная. Водоросли составляют основную часть фитопланктона, фитобентоса, перифитона. Фитопланктон – растения, обитающие в толще воды; фитобентос – растения, обитающие на дне водоемов; перифитон (обрастатели) – растения, обитающие на разнообразных субстратах: на других организмах, скальных породах, гидротехнических сооружениях и т.д. Многие виды водорослей заняли переходные среды обитания, однако не утратили полностью связей с водной средой: аэрофиты (обычно населяют зону прибоя – супралитораль), почвенные водоросли, троглобионты (обитатели пещер), криофиты (населяют поверхность льда и снега), симбионты и паразиты.

В экосистемах водоросли играют роль продуцентов органического вещества. Валовая первичная продукция всего Мирового океана примерно в 2. 3 раза меньше, чем валовая продукция суши. Чистая первичная продукция гидросферы составляет примерно 50% от валовой (в разных экосистемах колеблется от 0 до 90%).

Для того, чтобы валовая первичная продуктивность водорослей превышала их затраты на дыхание, необходимо наличие целого ряда факторов: достаточная освещенность, достаточно высокая температура, достаточно высокое содержание неорганических веществ: кислорода, углекислого газа, элементов минерального питания. Однако некоторые факторы являются наиболее главными – ограничивающими, или лимитирующими. Лимитирующими факторами для развития водорослей являются свет и вещества–биогены (фосфаты и нитраты).

Лимитирующее действие света в Мировом океане. В вертикальном разрезе по отношению к количеству света водоемы делятся на 3 зоны: эуфотическую, дисфотическую и афотическую. Только в эуфотической зоне (до 40. 180 метров) валовая первичная продукция водорослей превышает их затраты на дыхание. В более глубоких слоях воды водоросли могут существовать за счет миксотрофного питания.

Лимитирующее действие света в континентальных водоемах. В реках и озерах доступность света определяется прозрачностью воды. Прозрачность воды падает при наличии взвешенных неживых частиц, а также при массовом размножении самих водорослей.

Лимитирующее действие биогенов в Мировом океане. Чистая первичная продуктивность водорослей в низких широтах достигает максимума в экосистемах шельфов, эстуариев, коралловых рифов. Эти воды насыщены биогенами: фосфатами и нитратами. Освещенность высокая в течение всего года. В открытом океане в низких широтах валовая первичная продукция водорослей, несмотря на высокую освещенность, очень низкая из-за недостатка биогенов – примерно в 20 раз ниже, чем в районах рифов. В высоких широтах, то есть в холодных субполярных водах обычно биогены имеются в достаточном количестве. Это связано с перемешиванием придонных и поверхностных вод из-за отсутствия температурного градиента, а также с выносом придонных вод на поверхность путем апвеллинга. В условиях полярного лета валовая первичная продукция водорослей очень высокая, а в период полярной зимы водоросли или отмирают, или переходят на гетеротрофное питание.

Лимитирующее действие биогенов в континентальных водоемах. В реках и озерах содержание в воде биогенов зависит от минерального состава пород в бассейне и от активности редуцентов. Освещенность зависит от географической широты и от прозрачности воды (в реках и водохранилищах вода обычно мутная). Неглубокие равнинные реки обычно содержат много биогенов, такие воды называются эутрофные. Глубокие озера на кристаллических породах обычно содержат мало биогенов, такие воды называются олиготрофные. Промежуточное положение занимают мезотрофные воды. Активность редуцентов зависит от температуры и содержания кислорода. Поэтому в северных водоемах с отложениями торфа биогены находятся в связанном состоянии – такие воды называются дистрофные. Таким образом, продуктивность водорослей в реках и озерах колеблется в широких пределах, но, в целом, возрастает по мере продвижения к экватору.

Эвтрофикация водоемов. При повышении содержания биогенов в воде происходит эвтрофикация водоемов – значительное повышение продуктивности. Существует антропогенная и естественная (неантропогенная) эвтрофикация.

Антропогенная эвтрофикация водоемов вызывается: сбросами биогенов (в первую очередь, фосфатов), изменением гидрологического режима (скорость течения воды в водохранилищах замедляется; при падении уровня озер происходит мобилизация биогенов из донных отложений), смывом поверхностного слоя почвы и т.д. Антропогенная эвтрофикация водоемов приводит, как правило, к нарушению биологического равновесия: изменяется альгофлора (видовой состав водорослей), изменяется плотность популяций водорослей. Резко возрастает плотность популяций миксотрофных видов. Плотность популяций зеленых водорослей снижается. В дальнейшем при отмирании этих видов снижается содержание кислорода, повышается содержание сероводорода. Кроме того, ряд водорослей выделяет токсины, прямо убивающие гидробионтов.

Источник

ВО́ДОРОСЛИ

ВО́ДОРОСЛИ (Аlgae, или Phykos), раз­но­род­ная по про­ис­хо­ж­де­нию груп­па низ­ших фо­то­троф­ных ор­га­низ­мов, оби­таю­щих пре­им. в во­до­ёмах. Тра­ди­ци­он­но они от­но­си­лись к цар­ст­ву рас­те­ний, в ко­то­ром поч­ти все от­де­лы и клас­сы В. (зе­лё­ные, крас­ные, бу­рые, ди­но­фи­то­вые, ди­ато­мо­вые, эвг­ле­но­вые и др.) бы­ли вы­де­ле­ны на ос­но­ва­нии на­бо­ра пиг­мен­тов, при­сут­ст­вую­щих в клет­ках, и мор­фо­ло­гич. при­зна­ков. В совр. сис­те­мах, ос­но­ван­ных гл. обр. на кри­те­ри­ях тон­ко­го строе­ния кле­точ­ных ор­га­нелл, не­ко­то­рые от­де­лы В. по­ме­ща­ют в са­мо­сто­ят. цар­ст­ва, при этом в ря­де из них В. объ­еди­ня­ют с отд. груп­па­ми гри­бов и про­стей­ших.

Строение, питание и размножение водорослей

Те­ло В. (слое­ви­ще, или тал­лом), в от­ли­чие от выс­ших рас­те­ний, не диф­фе­рен­ци­ро­ва­но на ко­рень, сте­бель, ли­стья и со­став­ляю­щие их тка­ни и не име­ет еди­но­го пла­на строе­ния. Осн. фо­то­ав­то­троф­ный тип пи­та­ния не ис­клю­ча­ет их спо­соб­но­сти пе­ре­хо­дить на фо­то­ге­те­ро­троф­ное пи­та­ние и по­гло­щать рас­тво­рён­ные ор­га­нич. со­еди­не­ния на све­ту или в тем­но­те (по­доб­но гри­бам) или мел­кие час­ти­цы (по­доб­но жи­вот­ным). Пи­та­ние осу­ще­ст­в­ля­ет­ся всей по­верх­но­стью слое­ви­ща. На­бор фо­то­син­те­тич. пиг­мен­тов у В. раз­ных от­де­лов со­сто­ит из со­че­та­ния хло­ро­фил­лов a, b, c, фи­ко­би­ли­нов, ка­ро­ти­нов, ксан­то­фил­лов. За­пас­ные пи­та­тель­ные ве­ще­ст­ва – разл. фор­мы крах­ма­ла и др. по­ли­са­ха­ри­дов, ли­пи­ды.

Клет­ка В. ха­рак­те­ри­зу­ет­ся чрез­вы­чай­ным мно­го­об­ра­зи­ем строе­ния её эле­мен­тов и ря­дом спе­ци­фич. черт. Кле­точ­ные по­кро­вы у при­ми­тив­ных од­но­кле­точ­ных форм пред­став­ле­ны толь­ко внеш­ней ци­то­плаз­ма­тич. мем­бра­ной (плаз­ма­лем­мой), не фик­си­рую­щей фор­му клет­ки, и ря­дом до­пол­нит. по­кро­вов (че­шуй­ки и пр.). У бо­лее вы­со­ко­ор­га­ни­зо­ван­ных В. име­ют­ся кле­точ­ные стен­ки, осн. струк­тур­ной еди­ни­цей ко­то­рых яв­ля­ет­ся цел­лю­ло­за. В их со­став вхо­дят так­же др. по­ли­са­ха­ри­ды (в т. ч. об­ла­даю­щий же­ли­рую­щи­ми свой­ст­ва­ми агар крас­ных В.), бел­ки (в т. ч. гли­ко­про­теи­ны), со­ли же­ле­за, каль­ция и крем­ния, об­ра­зую­щие по­до­бие пан­ци­ря, и др.

В. – эу­ка­рио­ты. Их хло­ро­пла­сты, в от­ли­чие от выс­ших рас­те­ний, раз­но­об­раз­ны по фор­ме, ко­ли­че­ст­ву и ме­сто­по­ло­же­нию в клет­ке, тон­ко­му строе­нию и ли­ше­ны на­стоя­щих гран. Толь­ко у В. име­ют­ся осо­бые тель­ца – пи­ре­нои­ды, слу­жа­щие ме­стом об­ра­зо­ва­ния крах­ма­ла. Дви­же­ние В. с по­мо­щью вре­мен­ных вы­рос­тов, рес­ни­чек или жгу­ти­ков сбли­жа­ет их с жи­вот­ны­ми. Жгу­ти­ко­вые клет­ки встре­ча­ют­ся поч­ти у всех пред­ста­ви­те­лей В. ли­бо как са­мо­сто­ят. од­но­кле­точ­ные ор­га­низ­мы, ли­бо как отд. ста­дии в жиз­нен­ном цик­ле. Жгу­ти­ко­вый ап­па­рат со­сто­ит из соб­ст­вен­но жгу­ти­ка, ба­заль­но­го те­ла и жгу­ти­ко­вых ко­реш­ков со слож­ной ульт­ра­струк­ту­рой. В под­виж­ных клет­ках В. име­ют­ся свое­об­раз­ные ор­га­нел­лы: све­то­чув­ст­ви­тель­ная стиг­ма (гла­зок), функ­цио­наль­но свя­зан­ная с жгу­ти­ко­вым ап­па­ра­том и хло­ро­пла­стом, а так­же цен­трио­ли (сход­ны с ба­заль­ны­ми те­ла­ми жгу­ти­ков), при­су­щие жи­вот­ным и от­сут­ст­вую­щие у выс­ших рас­те­ний.

В. пред­став­ле­ны од­но­кле­точ­ны­ми, ко­ло­ни­аль­ны­ми, мно­го­кле­точ­ны­ми, не­кле­точ­ны­ми ор­га­низ­ма­ми; раз­ме­ры их варь­и­ру­ют от не­сколь­ких мкм (хло­рел­ла) до 40–50 м (не­ре­о­ци­стис). Та­кое раз­но­об­ра­зие В. мож­но све­сти к не­сколь­ким осн. ти­пам строе­ния, от­ра­жаю­щим эта­пы их мор­фо­ло­гич. эво­лю­ции и её па­рал­ле­лизм в раз­ных от­де­лах. У од­но­кле­точ­ных В. вы­де­ля­ют­ся: амё­бо­ид­ный тип – клет­ки го­лые, ли­ше­ны жгу­ти­ков; мо­над­ный – клет­ки со жгу­ти­ка­ми; кок­ко­ид­ный – клет­ки с обо­лоч­кой, не­по­движ­ные; так­же раз­ли­ча­ют оди­ноч­ные фор­мы, ко­ло­нии (ско­п­ле­ния не­оп­ре­де­лён­но­го чис­ла кле­ток раз­ных ге­не­ра­ций, объ­е­ди­нён­ных сли­зью или спец. вы­рос­та­ми) и це­но­бии (ко­ло­нии, об­ра­зо­ван­ные фик­си­ро­ван­ным чис­лом кле­ток од­ной ге­не­ра­ции). Сре­ди мно­го­кле­точ­ных В. наи­бо­лее рас­про­стра­нён нит­ча­тый тип строе­ния. Cлоевище мо­жет быть в ви­де про­стой или раз­ветв­лён­ной од­но­ряд­ной кле­точ­ной ни­ти (улот­рикс). По ме­ре ус­лож­не­ния ветв­ле­ния и диф­фе­рен­циа­ции кле­ток фор­ми­ру­ют­ся: раз­но­нит­ча­тый тип строе­ния, при ко­то­ром раз­ли­ча­ют­ся сте­лю­щая­ся по суб­стра­ту и вер­ти­каль­ная час­ти слое­ви­ща; слож­ная псев­до­па­рен­хим­ная струк­ту­ра (у бу­рых и крас­ных В.) со спе­циа­ли­за­ци­ей кле­ток на на­руж­ные ас­си­ми­ля­ци­он­ные и внут­рен­ние, вы­пол­няю­щие за­па­саю­щую, ме­ха­нич. и про­во­дя­щую функ­ции по­доб­но тка­ням выс­ших рас­те­ний (ла­ми­на­рия); спе­ци­фич. струк­ту­ра ха­ро­вых. Па­рен­хим­ный тип воз­ни­ка­ет при де­ле­нии кле­ток в 2–3 плос­ко­стях (уль­ва, пор­фи­ра). Осо­бый тип строе­ния – си­фон­ный (це­но­цит­ный), ко­гда слое­ви­ще, не­ред­ко мак­ро­ско­пи­че­ское и слож­но рас­чле­нён­ное, ли­ше­но кле­точ­ных пе­ре­го­ро­док и яв­ля­ет­ся од­ной ги­гант­ской мно­го­ядер­ной клет­кой (кау­лер­па, аце­та­бу­ля­рия). Мно­го­кле­точ­ные В. при­кре­п­ле­ны к суб­стра­ту с по­мо­щью сплош­ной по­дош­вы или нит­ча­тых вы­рос­тов – ри­зои­дов. Мор­фо­ло­ги­че­ски В. раз­ных ти­пов строе­ния весь­ма раз­но­об­раз­ны. У вы­со­ко­ор­га­ни­зо­ван­ных форм слое­ви­ще внеш­не мо­жет быть рас­чле­не­но на лис­то­вид­ные и стеб­ле­вид­ные час­ти. Рост слое­ви­ща диф­фуз­ный, ес­ли де­ле­ние кле­ток про­ис­хо­дит в лю­бой его час­ти; ес­ли оно при­уро­че­но к оп­ре­де­лён­ной зо­не рос­та – апи­каль­ный, ин­тер­ка­ляр­ный (в ср. час­ти слое­ви­ща), ба­заль­ный.

Раз­мно­же­ние – ве­ге­та­тив­ное, бес­по­лое и по­ло­вое. У од­но­кле­точ­ных В. ве­ге­та­тив­ное раз­мно­же­ние осу­ще­ст­в­ля­ет­ся де­ле­ни­ем клет­ки на­двое с об­ра­зо­ва­ни­ем до­чер­них кле­ток, по­доб­ных ма­те­рин­ской, фраг­мен­та­ци­ей ко­ло­ний, пу­тём по­втор­ных де­ле­ний в це­но­би­ях, фор­ми­рую­щих но­вые ми­ниа­тюр­ные це­но­бии; у мно­го­кле­точ­ных В. – фраг­мента­ми слое­ви­ща, спец. ве­ге­та­тив­ны­ми об­ра­зо­ва­ния­ми (клу­бень­ки у ха­ры, про­па­гу­лы у сфа­це­ля­рии), до­пол­нит. по­бе­га­ми в ба­заль­ной час­ти при­кре­п­лён­ных форм и т. п. Толь­ко ве­ге­та­тив­но раз­мно­жа­ют­ся не­при­кре­п­лён­ные фор­мы дон­ных мак­ро­во­до­рос­лей, спо­соб­ные об­ра­зо­вы­вать круп­ные ско­п­ле­ния (ан­фель­тия, кла­до­фо­ра, сар­гас­сы, фил­ло­фо­ра, эн­те­ро­мор­фа). Бес­по­лое раз­мно­же­ние, при­су­щее боль­шин­ст­ву В., свя­за­но с об­ра­зо­ва­ни­ем спец. кле­ток – спор, про­рас­таю­щих в но­вые осо­би по­сле вы­хо­да из ма­те­рин­ской клет­ки – спо­ран­гия. У про­сто ор­га­ни­зо­ван­ных В. спо­ран­гия­ми слу­жат обыч­ные ве­ге­та­тив­ные клет­ки, у бо­лее спе­циа­ли­зи­ро­ван­ных – мор­фо­ло­ги­че­ски диф­фе­рен­ци­ро­ван­ные, вы­пол­няю­щие толь­ко функ­цию об­ра­зо­ва­ния спор. Осн. ти­пы спор: зоо­спо­ры – под­виж­ные, име­ют жгу­ти­ки (от 1–4 до мно­гих в раз­ных груп­пах), ха­рак­тер­ны для боль­шин­ст­ва В.; апла­нос­по­ры – не­под­виж­ные (сре­ди них раз­ли­ча­ют ав­то­спо­ры, фор­ми­рую­щие соб­ст­вен­ную обо­лоч­ку внут­ри ма­те­рин­ской клет­ки; гип­нос­по­ры – с утол­щён­ной обо­лоч­кой, спо­соб­ные к дли­тель­но­му со­стоя­нию по­коя). По­ло­вое раз­мно­же­ние в про­стей­шем ви­де сво­дит­ся к слия­нию ве­ге­та­тив­ных кле­ток – го­ло­га­мия у жгу­ти­ко­вых и конъ­ю­га­ция у без­жгу­ти­ко­вых. У боль­шин­ст­ва В. об­ра­зу­ют­ся спе­циа­ли­зир. по­ло­вые клет­ки – га­ме­ты в не­диф­фе­рен­ци­ро­ван­ных или спец. клет­ках – га­ме­тан­ги­ях. Ти­пы по­ло­во­го про­цес­са: изо­га­мия – га­ме­ты под­виж­ные, иден­тич­ные по раз­ме­рам и фор­ме; ани­зо­га­мия – га­ме­ты под­виж­ные, жен­ская круп­нее муж­ской; оога­мия – жен­ская га­ме­та ли­ше­на жгу­ти­ков, на­мно­го круп­нее муж­ской. Муж­ские га­ме­ты под­виж­ны у всех В., за ис­клю­че­ни­ем крас­ных и сце­п­ля­нок.

С по­яв­ле­ни­ем по­ло­во­го про­цес­са и га­мет в про­цес­се эво­лю­ции по­сте­пен­но про­ис­хо­дит спе­циа­ли­за­ция осо­бей на об­ра­зо­ва­ние спор или га­мет и воз­ник­но­ве­ние в цик­ле раз­ви­тия сме­ны по­ло­вой (га­ме­то­фит) и бес­по­лой (спо­ро­фит) форм раз­ви­тия, вклю­чаю­щей сме­ну мор­фо­ло­ги­че­ских и ядер­ных фаз. Спо­ры про­рас­та­ют в од­но­по­лые или дву­по­лые га­ме­тофи­ты, даю­щие га­ме­ты. В ре­зуль­та­те слия­ния га­мет об­ра­зу­ет­ся зи­го­та, про­рас­таю­щая в спо­ро­фит. При всём раз­но­обра­зии цик­лов раз­ви­тия В. вы­де­ля­ет­ся 3 осн. ти­па в за­ви­си­мо­сти от мес­та мей­о­за: га­п­ло­фаз­ный – ди­п­ло­ид­на толь­ко зи­го­та, мей­оз про­ис­хо­дит при её про­рас­та­нии; ди­п­ло­га­п­ло­фаз­ный – спо­ро­фит ди­п­ло­ид­ный, га­ме­то­фит га­п­ло­ид­ный, мей­оз при спо­ро­ге­не­зе – по­ло­вая и бес­по­лая фор­мы раз­ви­тия су­ще­ст­ву­ют са­мо­стоя­тель­но, они мо­гут быть мор­фо­ло­ги­че­ски сход­ны (изо­морф­ный цикл) или раз­лич­ны (ге­те­ро­морф­ный цикл); ди­п­ло­фаз­ный – ор­га­низм су­ще­ст­ву­ет в ди­п­ло­ид­ной фа­зе, мей­оз – при об­ра­зо­ва­нии га­мет.

Распространение в природе и экологические группы водорослей

Из­вест­но ок. 50 тыс. ви­дов В. Они на­се­ля­ют все воз­мож­ные ме­сто­оби­та­ния и об­ра­зу­ют мно­же­ст­во эко­ло­гич. груп­пи­ро­вок. В мор­ских и кон­ти­нен­таль­ных во­до­ёмах всех ти­пов В. оби­та­ют в тол­ще во­ды, фор­ми­руя фи­то­планк­тон, в зо­не по­верх­но­ст­ной плён­ки (ней­стон), на дне во­до­ёмов (фи­то­бен­тос); они по­се­ля­ют­ся на раз­ных грун­тах, а так­же на ис­кусств. со­ору­же­ни­ях, дни­щах су­дов (пе­ри­фи­тон). На рас­пре­де­ле­ние В. в во­до­ёмах влия­ют их гид­ро­ди­на­мич. осо­бен­но­сти, ос­ве­щён­ность, темп-ра, на­ли­чие био­ген­ных ве­ществ. В фи­то­планк­то­не пре­об­ла­да­ют од­но­кле­точ­ные В.: в пре­сных во­до­ёмах – зе­лё­ные, в мо­рях – диа­то­мо­вые и ди­но­фи­то­вые. Фи­то­бен­тос со­став­ля­ют при­кре­п­лён­ные В., ко­то­рые рас­тут на твёр­дых и рых­лых грун­тах, на рас­те­ни­ях и жи­вот­ных или внут­ри них. В пре­сных во­до­ёмах пре­об­ла­да­ют мел­кие фор­мы, про­ни­каю­щие на глу­би­ну не­сколь­ких мет­ров. Фи­то­бен­тос мо­рей сла­га­ют пре­им. мак­ро­фи­ты – зе­лё­ные, бу­рые и крас­ные В., ко­то­рые на­се­ля­ют при­лив­но-от­лив­ную зо­ну и верх­ние от­де­лы шель­фа до глу­би­ны 40–50 м, как ис­клю­че­ние – до 200 м. В уме­рен­ных и хо­лод­ных во­дах мо­рей до­ми­ни­ру­ют круп­ные фу­ку­со­вые и ла­ми­на­рие­вые В.; в их за­рос­лях фор­ми­ру­ют­ся бога­тые ви­да­ми мно­го­ярус­ные вы­со­ко­про­дук­тив­ные со­об­ще­ст­ва, био­мас­са ко­то­рых мо­жет дос­ти­гать 40–100 кг на 1 м 2 дна. В ре­зуль­та­те эв­тро­фи­ро­ва­ния при­бреж­ной зо­ны мо­рей и не­ра­цио­наль­но­го про­мыс­ла про­ис­хо­дит ис­чез­но­ве­ние круп­ных мно­го­лет­них ви­дов и свя­зан­ных с ни­ми гид­ро­био­нтов, обед­не­ние и уп­ро­ще­ние струк­ту­ры вод­ных био­це­но­зов.

Ок. 2 тыс. ви­дов В. (гл. обр. зе­лё­ные) рас­тут на по­верх­но­сти поч­вы и в её тол­ще. Аэ­ро­филь­ные В. оби­та­ют в воз­душ­ной сре­де в ус­ло­ви­ях не­зна­чи­тель­но­го пе­рио­дич. ув­лаж­не­ния на са­мых раз­ных суб­стра­тах – ко­ре и ли­сть­ях рас­те­ний, ска­лах, де­ре­вян­ных и ка­мен­ных со­оруже­ни­ях и т. п. Раз­ви­ва­ют­ся они и в экс­тре­маль­ных ус­ло­ви­ях – в го­ря­чих ис­точ­ни­ках (диа­то­мо­вые), на сне­гу (напр., хла­ми­до­мо­нас снеж­ный, при­даю­щий крас­ную ок­ра­ску сне­гу), во льду (диа­то­мо­вые). Есть т. н. свер­ля­щие В., спо­соб­ные вне­дрять­ся в из­вест­ко­вый суб­страт (мик­ро­ско­пич. зе­лё­ные), и В., вы­де­ляю­щие из­весть (ли­то­там­ний). В., жи­ву­щие на др. ор­га­низ­мах, ис­поль­зу­ют их в ка­че­ст­ве суб­стра­та, па­ра­зи­ти­ру­ют на них или всту­па­ют с ни­ми в сим­би­оз. Наи­бо­лее ин­те­ре­сен сим­би­оз не­ко­то­рых В. с гри­ба­ми, при­вед­ший к об­ра­зо­ва­нию но­вых ор­га­низ­мов – ли­шай­ни­ков, и с ко­рал­ло­вы­ми по­ли­па­ми, обес­пе­чи­ваю­щий бла­го­да­ря спо­соб­но­сти В. к фо­то­син­те­зу су­ще­ст­во­ва­ние са­мо­под­дер­жи­ваю­щей­ся био­ло­гич. сис­те­мы ко­рал­ло­вых ри­фов.

Роль водорослей в природе и их использование

Роль В. в при­ро­де оп­ре­де­ля­ет­ся в пер­вую оче­редь тем, что они яв­ля­ют­ся про­ду­цен­та­ми ки­сло­ро­да и ор­га­нич. со­еди­не­ний, на­чаль­ным зве­ном пи­ще­вых це­пей в во­до­ёмах и, тем са­мым, оп­ре­де­ля­ют са­мо су­ще­ст­во­ва­ние вод­ных эко­си­стем. Их сум­мар­ная пер­вич­ная про­дук­ция со­став­ля­ет в сред­нем ок. 50% об­щей пер­вич­ной про­дук­ции на пла­не­те. В. уча­ст­ву­ют в про­цес­сах са­мо­очи­ще­ния за­гряз­нён­ных вод, спо­соб­ны аб­сор­би­ро­вать в вы­со­ких кон­цен­тра­ци­ях тя­жё­лые ме­тал­лы из ок­ру­жаю­щей сре­ды; от­ми­рая, они иг­ра­ют боль­шую роль в осад­ко­на­ко­п­ле­нии, в об­ра­зо­ва­нии илов, са­про­пе­ля, ле­чеб­ных гря­зей. За­рос­ли дон­ных В. соз­да­ют сре­ду оби­та­ния для жи­вот­ных. Гео­ло­гич. зна­че­ние В. как древ­них ор­га­низ­мов (из­вест­ных с до­кем­брия) со­сто­ит в фор­ми­ро­ва­нии не­ко­то­рых гор­ных по­род – диа­то­ми­тов, из­вест­ня­ков, ту­фов, го­рю­чих слан­цев – и в уча­стии в кру­го­во­ро­те ве­ществ в при­ро­де. Чрез­мер­ное раз­ви­тие В., про­во­цируе­мое хо­зяйств. дея­тель­но­стью че­ло­ве­ка, вы­зы­ва­ет «цве­те­ние» во­до­ёмов, час­то дей­ст­вую­щее гу­би­тель­но на жи­вот­ных и че­ло­ве­ка (см. Эв­тро­фи­ка­ция во­до­ёмов). Поч­вен­ные В. уча­ст­ву­ют в соз­да­нии гу­му­са, в т. ч. пер­вич­но­го (на бес­плод­ных уча­ст­ках су­ши). В. со­дер­жат ус­вояе­мые уг­ле­во­ды, бел­ки, бо­га­ты ви­та­ми­на­ми и мик­ро­эле­мен­та­ми, об­ла­да­ют дие­ти­че­ски­ми и ле­чеб­ны­ми свой­ст­ва­ми. По­это­му их ши­ро­ко ис­поль­зу­ют в пи­щу (пор­фи­ра, ла­ми­на­рия, уль­ва, спи­ру­ли­на и др., все­го ок. 150 ви­дов), в ка­че­ст­ве кор­ма для ско­та (фу­кус, ла­ми­на­рия, хло­рел­ла), на удоб­ре­ние (в при­мор­ских ре­гио­нах). Кол­лои­ды крас­ных и бу­рых В. (ага­ры, кар­ра­ги­на­ны, аль­ги­на­ты) при­ме­ня­ют­ся как эмуль­га­то­ры и же­ли­рую­щие аген­ты в пи­ще­вой, фар­ма­цев­тич., бу­маж­ной, тек­стиль­ной и др. от­рас­лях пром-сти, в мик­ро­био­ло­гии. Ряд В. со­дер­жат ан­ти­био­тич. ве­ще­ст­ва, со­еди­не­ния, спо­соб­ные вы­во­дить из ор­га­низ­ма со­ли тя­жё­лых ме­тал­лов, ра­дио­нук­ли­ды, что пред­став­ля­ет оп­ре­де­лён­ный ин­те­рес для ме­ди­ци­ны. Не­ко­то­рые В. – пре­крас­ный объ­ект для ге­не­ти­че­ских (аце­та­бу­ля­рия), био­фи­зи­че­ских и фи­зио­ло­ги­че­ских (ха­ро­вые В.) ис­сле­до­ва­ний. Мн. В. до­бы­ва­ют пу­тём пром. куль­ти­ви­ро­ва­ния (см. Ак­ва­куль­ту­ра). Нау­ка о во­до­рос­лях – аль­го­ло­гия, или фи­ко­ло­гия. См. так­же Бу­рые во­до­рос­ли, Зе­лё­ные во­до­рос­ли, Крас­ные во­до­рос­ли и др.

Источник



Строение водорослей

Водоросли относятся к низшим растениям, наиболее примитивным: у них отсутствует разделение организма на стебель, корень и листья. Спешу заметить, что термин «низшие растения» — отжившее понятие, использовавшееся в ботанике до второй половины XX века.

Современная биология не считает дифференциацию тканей определяющим различием, сейчас существенным считают фундаментальные различия в строение клеток, обмене веществ. Тем не менее, во многих устаревших пособиях этот термин используется, и я обязан предупредить вас о нем.

Наука о водорослях называется альгология (от лат. alga — морская трава, водоросль и греч. λόγος — учение).

Строение водоросли

Среди водорослей есть одноклеточные и многоклеточные, некоторые водоросли достигают в длину 100-200 метров. Способ питания водорослей автотрофный: они синтезируют органические вещества в процессе фотосинтеза. Солнечный свет, проходя через толщу воды, рассеивается, что делает фотосинтез с увеличением глубины все труднее и труднее. Поэтому кроме хлорофилла они часто имеют и другие пигменты.

Клетки водорослей характеризуются наличием клеточной стенки (из целлюлозы и гликопротеинов — от греч. glykys сладкий (углеводы) + греч. prōtos — первый, важнейший (белок)) Органоиды располагаются в цитоплазме (син. — внеядерной протоплазме), где также располагается(-ются) один или несколько хроматофоров. Размножение происходит бесполым, вегетативным или половым путем.

Тело водорослей представлено слоевищем (син. — талломом) — недифференцированным скоплением клеток. С помощью ризоидов (от др.-греч. ῥίζα — корень и εἶδος — вид) водоросли прикрепляются к субстрату (камням, коралловым полипам), функцию всасывания ризоиды не выполняют. У водорослей отсутствуют настоящие ткани, механических тканей нет, так как таллом водоросли поддерживается (парит) в толще воды. Нет проводящих тканей: каждая клетка имеет доступ к воде напрямую, так что в клетку из окружающей воды поступает кислород, а в воду удаляется углекислый газ.

Хроматофор (от греч. chroma — цвет и phoros — несущий) — органелла в клетке водоросли, аналогичная хлоропласту и осуществляющая фотосинтез. Отличается от хлоропласта упрощенным строением, меньшим размером и иным составом хлорофилла. Внешне отличаются между собой по форме, хроматофор может быть: чашевидный, спиралевидный, в виде незамкнутых колец, цилиндрические, лентовидные, дисковидные. В хроматофорах находятся пигменты, которые придают окраску растению.

Чашевидный хроматофор

Система вакуолей в клетках водорослей развита отлично, в подвижных клетках водорослей можно обнаружить пульсирующие (сократительные) вакуоли. Их основная функция — поддержание постоянного осмотического давления внутри клетки. Вообразите: в глубине океана находится клетка водоросли, в которую постоянно поступает много воды. Если бы не было таких сократительных вакуолей, то клетка просто лопнула бы, но их работа обеспечивает удаление избытка воды.

Также у многих подвижных водорослей в клетках присутствует светочувствительный глазок (стигма), что обуславливает их чувствительность к свету — фототаксис. Подвижные водоросли стремятся занять как можно более освещенное место, чтобы активно шел процесс фотосинтеза.

Жизненный цикл водорослей

Жизненные циклы водорослей разнообразны, обусловлены рядом экологических факторов. Мы разберем жизненный цикл на примере зеленой водоросли ульвы (морского салата).

Для начала отметим, что в целом жизненный цикл водорослей представляет собой чередование двух фаз: гаплоидной (гаметофита) и диплоидной (спорофита). Гаплоидной фазой называется фаза, при которой клеточные ядра содержат непарный (половинный) набор хромосом. К гаплоидной фазе всегда принадлежат гаметы: сперматозоиды, спермии (отличающиеся от сперматозоидов отсутствием жгутика), яйцеклетки.

При слиянии двух гамет: яйцеклетки (n) и спермия (n) образуется зигота (2n) из которой развивается спорофит (2n), таким образом, в спорофите восстанавливается диплоидный набор хромосом. В зооспорангии на спорофите в результате мейоза образуются зооспоры (n), которые делятся митозом, порастают и образуют мужские и женские гаметофиты (n). Клетки гаметофитов делятся митозом, образуются гаметы (n), которые сливаются в зиготу (2n), цикл замыкается.

Жизненный цикл водорослей

Типы половых процессов
  • Изогамия — копулирующие элементы (гаметы) не отличаются друг от друга, подвижны
  • Анизогамия — от греч. anisos неравный и gamos брак (гетерогамия) — при таком типе копулирующие элементы различаются по размерам, форме, величине, поведению
  • Оогамия — от др. греч. ᾠόν яйцо и γάμος брак — копулирующие элементы резко отличаются друг от друга: крупная женская гамета без жгутиков обычно с мужской мелкой подвижной гаметой. Допустимо считать оогамию в некотором смысле подтипом анизогамии.

Особо стоит выделить тип полового процесса — конъюгацию. Конъюгация отличается тем, что сливаются не гаметы, а обычные вегетативные клетки, лишенные жгутиков. Клетки соединяются друг с другом с помощью боковых выростов, формируется копуляционный (конъюгационный) канал, по которому содержимое из одной клетки перетекает в другую — образуется зигоспора. В дальнейшем из зигоспоры развивается новая водоросль.

Жизненный цикл водорослей

Отметим, что зооспора представляет собой подвижную клетку, которая способна двигаться в воде с помощью жгутиков. Образуется она в зооспорангии. Зооспора участвует в бесполом размножении у многих водорослей и простейших грибов. У некоторых водорослей имеются апланоспоры (гр. aplanes неподвижный + spora семя) — неподвижные безжгутиковые споры. Зооспоры и апланоспоры выходят в окружающую среду, разрывая стенки спорангия, в котором они находятся.

Значение водорослей

В Мировом океане водоросли составляют основную часть биомассы. Именно они являются главными продуцентами (производителями) органического вещества, преобразуя в ходе фотосинтеза энергию солнечного света в энергию химических связей. Значение водорослей для человека трудно переоценить: содержащиеся в них вещества необходимы для нормального роста и развития животных и человека (к примеру, морская капуста (ламинария) отличается большим содержанием йода.)

Водоросли в толще воды

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Источник

Что имеют водоросли как высшие растения

учительучительучительучитель

водоросли

«Низшие растения. Водоросли»

Водоросли — это низшие содержащие хлорофилл растения, не расчлененные на стебель, корень и листья. Гетерогенная экологическая группа преимущественно фотоавтотрофных одноклеточных, колониальных или многоклеточных организмов, обитающих, как правило, в водной среде.

Общая характеристика водорослей:

  • Тело не расчленено на органы (у многоклеточных); отсутствие чёткой дифференцировки тела (называемого слоевищем, или талломом).
  • Нет специализированных тканей.
  • Клетки содержат хлорофилл. Происходит фотосинтез. Фотоавтотрофного питание.
  • Размножение: бесполое, половое и вегетативное.
  • Распространение в воде: во взвешенном состоянии (планктон); на границе «вода-воздух» (нейстон); на дне или на значительной глубине (бентос); на подводных скалах (перифитон).

водоросли

К водорослям относят различное число (в зависимости от классификации) отделов эукариот , многие из которых не связаны общим происхождением. Также к водорослям часто относят синезелёные водоросли или цианобактерии, являющиеся прокариотами . Традиционно водоросли причисляются к растениям.

Отдел зеленые водоросли.

Зеленые водоросли делятся на одноклеточные и многоклеточные формы, содержат хлорофилл. У них встречаются все виды бесполого и полового размножения. Зеленые в. встречаются в соленых и пресных водоемах, в почве, на коре деревьев, на камнях и скалах. Этот отдел насчитывает до 20 тыс. видов и включает пять классов:

  • Класс волосковые — наиболее примитивные одноклеточные в. со жгутиками. Некоторые их виды представляют собой колонию.
  • Класс протококковые — одноклеточные и многоклеточные безжгутиковые формы
  • Класс улотриксовые — имеют нитчатое или пластинчатое строение слоевища.
  • Класс жаровые — строением напоминают высшие растения — хвощи.
  • Класс сифоновые — внешне похожи на другие в. или на высшие растения, состоят из одной многоядерной клетки, достигая размеров до 1 м.

Одноклеточная зеленая пресноводная водоросль — хламидомонада. Имеет овальную или круглую форму тела, на вытянутом переднем конце два жгутика. Хроматофор чашевидный, с пиреноидом, содержащим зерна крахмала. В передней части клетки красный глазок — это светочувствительный орган. Ядро одно, с маленьким ядрышком. Две пульсирующие вакуоли смещены к переднему концу клетки. Хламидомонада питается автотрофно, но при отсутствии света может перейти на гетеротрофное питание, если в воде присутствуют органические вещества. Размножается бесполым и половым путем. При бесполом размножении содержимое клетки (спорофит) делится на 4 части и образуются 4 гаплоидных зооспоры. С наступлением холодов 2 зооспоры сливаются, образуя диплоидную зиготоспору. Весной она делится митозом, вновь образуя гаплоидные в.

Спирогира — пресноводная зеленая многоклеточная нитчатая водоросль. Нити составлены одним рядом одноядерных цилиндрических клеток со спиралевидными хлоропластами и пиреноидами. Рост нити в длину происходит бесполо за счет поперечного деления клеток. Размножается частями нити или половым путем. Половой процесс называется конъюгацией.

отделы водорослей

Отдел бурые водоросли

Многоклеточные морские водоросли. Насчитывается ок. 1500 видов. Имеют желтовато- бурую окраску, обусловленную большим количеством желтых и бурых пигментов. Размер и форма их различны. Встречаются нитевидные, корковидные, шаровидные, пластинчатые и кустообразные растения. Слоевища (тела) многих видов содержат газовые пузырьки, удерживающие в. в вертикальном положении. Вегетативное тело расчленено на подошву или ризоиды, служащие органами прикрепления, и на простую или рассеченную пластину, соединяющуюся с подошвой черешком. Пигменты, придающие им бурый цвет, сосредоточены только в поверхностных слоях клеток, внутренние клетки талома бесцветны. Это свидетельствует о дифференциации клеток по функциям: фотосимтетической и загасающей. У бурых водорослей нет настоящей проводящей системы, однако, в центре слоевища имеются ткани, по которым передвигаются продукты ассимиляции. Всасывание минеральных веществ осуществляется всей поверхностью слоевища.

У бурых водорослей встречаются все формы размножения: вегетативное (при случайных отделениях частей слоевища), споровое, половое (три формы: изогамная, гетерогамная и моногамная).

Отдел красные водоросли (багрянки)

Встречаются обычно на больших глубинах теплых морей. Насчитывают ок. 4000 видов. Имеют расчлененное слоевище, ризоидом или подошвой крепятся к субстрату. Помимо обычных хлорофиллов и каротиноидов, в пластидах багрянок содержатся фикобилины. Другая их особенность — сложный половой процесс. Гаметы и споры красных водорослей лишены жгутиков и неподвижны. Оплодотворение происходит при пассивном переносе мужских половых клеток к женскому половому органу.

многообразие водорослей

Значение водорослей

Водоросли — первичные продуценты с высокой продуктивностью. С них начинаются большинство пищевых цепей морей, океанов и пресных водоемов Одноклеточные в. являются главным компонентом фитопланктона, который служит кормом многим видам водных животных. В. обогащают атмосферу кислородом.

Из водорослей получают много ценных продуктов. Например, из красных водорослей получают полисахариды агар-агар и карраген (используются для получения желе, в косметике и как пищевые добавки); из бурых водорослей получают альгиновые кислоты (применяют в качестве отвердителей, желеобразующих веществ в пищевой, косметической промышленности, для изготовления красок и паков).

водоросли

Конспект урока «Водоросли». Следующая тема:

Это конспект по теме «Низшие растения. Водоросли». Выберите дальнейшие действия:

Источник

водоросли и их отличие от других растений

Мир водорослей огромен. Он занимает в растительном царстве совершенно особое, исключительное по своему значению место как в историческом аспекте, так и по той роли, которая принадлежит ему в общем круговороте веществ в природе. Вместе с тем само понятие «водоросли» в научном отношении страдает большой неопределенностью. Это заставляет специально рассмотреть отличие относимых сюда растительных организмов от других представителей растительного царства.

Действительно, слово «водоросли» означает лишь то, что это — растеня», живущие в воде. Однако в ботанике этот термин применяется в более узком смысле, и не все растения, наблюдаемые нами в водоемах, с научной точки зрения можно называть водорослями. С другой стороны, именно водоросли мы часто попросту не замечаем в водоемах, так как очень многие из них нелегко распознать невооруженным глазом.

Приглядываясь к различным водоемам, особенно к озерам и прудам, мы прежде всего замечаем благодаря величине и обилию семенные, или цветковые, растения. В каком-нибудь старом, запущенном пруду мы обязательно встретим тростник, камыш, рогоз, которые растут в воде у берегов, прикрепляясь корнями к дну пруда, а большую часть стебля с листьями и цветками выставляя над водой. Несколько далее от берега можно найти растения с плавающими на поверхности воды листьями и только слегка выступающими над водой цветками, например белые кувшинки или желтые кубышки. Нередко вся поверхность прудов бывает сплошь затянута плавающими мелкими зелеными пластинками ряски. Наконец, весьма многочисленны растения, целиком погруженные в воду, Некоторые из них прикреплены ко дну, как, например, большинство рдестов, водяная чума и уруть; другие с дном не связаны — таковы пузырчатка и роголистник. Все эти растения, как бы они ни отличались друг от друга, являются семенными, или цветковыми, хотя некоторые из них почти никогда не цветут и не образуют семян, размножаясь преимущественно вегетативно. К этим растениям научный термин «водоросли» неприменим, их называют водяными растениями.

Кроме семенных водяных растений, в водоемах можно встретить и представителей высших споровых растений — мхов и папоротникообразных. Большинство мхов — влаголюбивые растения, но типично водяных, растущих погруженными в воду, среди них не так много. Один из наиболее известных — мох фонтиналис, образующий в воде прудов и рек обширные темно-зеленые дерновины из стеблей, покрытых крупными (до 8 мм) листьями. Из водяных папоротникообразных можно отметить растущий вблизи берегов водяной хвощ с характерными мутовками боковых веточек и плавающий на поверхности воды водяной папоротник сальвинию, встречающуюся у нас местами в средней полосе СССР, преимущественно в речных заводях. Сальвиния — маленькое изящное растение, оно имеет горизонтальный стебель с двумя рядами овальных плавающих листьев и отходящими книзу видоизмененными листьями, рассеченными на отростки, похожие на корни.

Наконец, продолжая наш обзор какогонибудь водоема, мы можем заметить и настоящие водоросли. К ним относятся, например, крупные зеленые скопления так называемой тины, плавающей в летнее время вблизи от поверхности воды в прудах и затишливых местах рек и озер. Разнообразные зеленые и синезеленые пленки и войлочные или ватообразные наросты на камнях, бревнах и сваях также образованы водорослями. В летнее время вода в прудах часто бывает окрашена в зеленоватый цвет, и если зачерпнуть ее стаканом, то на просвет можно заметить в ней мельчайшие водоросли в форме плавающих точек, хлопьев или шариков. Здесь же нередко встречаются и более крупные водоросли, состоящие из хорошо заметных на глаз простых или ветвящихся нитей, или совсем крупные харовые водоросли, внешне похожие на хвощ, с характерными мутовками боковых побегов.

С другой стороны, значительное количество микроскопических водорослей, таких же, как в водоемах, произрастает и на суше: на поверхности почвы и в самой ее толще, на деревьях, камнях и т. п. Правда, жизнь этих водорослей тоже тесно связана с водой, однако они могут довольствоваться только атмосферной или грунтовой влагой, росой, брызгами водопадов или фонтанов и т. п. В отличие от «водных» водорослей эти «сухопутные» водоросли легко переносят высыхание и очень быстро оживают при малейшем увлажнении.

Чем же все эти растения, объединяемые понятием «водоросли», отличаются от других растений? Очевидно, научная характеристика водорослей должна учитывать не только среду их обитания, но и основные, общие для них морфологические и физиологические признаки.

В морфологическом отношении для водорослей наиболее существенным и действительно всеобъемлющим признаком является отсутствие, даже при весьма сложной внешней расчлененности тела, настоящих стеблей, листьев и корней, типичных для высших растений. Их тело обозначается как слоевище, слоевцо, или таллом. Иными словами, в царстве растений водоросли относятся к обширному подцарству низших, или слоевцовых, растений, куда входят также бактерии, актиномицеты, слизевики, грибы и лишайники. Как и все низшие растения, водоросли размножаются или вегетативно, или с помощью спор, т. е. относятся к споровым растениям (в отличие от семенных, или цветковых, растений). Однако в физиологическом отношении водоросли резко отличаются от остальных низших растений наличием хлорофилла, благодаря которому они способны ассимилировать на свету углекислый газ, т. е. питаться фототрофно. Правда, такой же способностью обладают и некоторые бактерии, имеющие зеленую окраску. Однако содержащийся в них пигмент хоть и близок к хлорофиллу, но не тождествен ему. С другой стороны, имеются водоросли, вполне типичные по строению, но бесцветные, вторично утратившие хлорофилл и тогда уже полностью питающиеся гетеротрофно. Кроме того, многим водорослям, обладающим хорошо развитым хлорофиллом, помимо фототрофного, могут быть свойственны и другие типы питания. Тем не менее, несмотря на все эти исключения, сочетание талломного (слоевцового) строения с наличием хлорофилла достаточно полно характеризует растительные организмы, объединяемые как водоросли.

Таким образом, исходя из сказанного, легко вывести точное научное определение водорослей. Водоросли — это низшие, т. е. слоевцовые (лишенные расчленения на стебель и листья), споровые растения, содержащие в своих клетках хлорофилл и живущие преимущественно в воде. Такое определение, однако, не дает представления о том огромном разнообразии в строении тела, которое свойственно водорослям. Здесь мы встречаемся и с микроскопическими организмами — одноклеточными, колониальными и многоклеточными, и с крупными формами различного строения. Большого многообразия достигают здесь также способы размножения и строение органов размножения. Даже по окраске водоросли неодинаковы, так как одни содержат только хлорофилл, другие — еще ряд дополнительных пигментов, окрашивающих их в различные цвета.

Точный учет всех особенностей в строении, размножении и развитии водорослей привел современную науку к убеждению, что ныне живущие водоросли не представляют собой монолитной группы организмов, объединенных единством строения и происхождения. В настоящее время общепризнано, что водоросли представляют собой совокупность нескольких обособленных отделов (типов) растений, самостоятельных по своему происхождению и эволюции. Каждый из них в систематическом отношении равноценен таким отделам низших растений, как, например, бактерии или грибы.

Таким образом, термин «водоросли», столь обычный еще в науке и в общежитии, имеет исключительно биологический смысл, как объединение низших хлорофиллоносных растений, живущих преимущественно в воде.

Разделение водорослей на систематические группы (таксоны) высшего ранга — отделы (Divisio, Phylum) — в основном совпадает с характером их окраски, связанной, конечно, с особенностями строения. Однако относительно количества и объема этих отделов в научной литературе нет единства взглядов. В настоящем издании мы принимаем классификацию, наиболее широко распространенную в советской научной литературе, а именно деление водорослей на 10 отделов. Приводим их перечень с соблюдением общепринятой русской и латинской научной номенклатуры:

1) сине-зеленые водоросли — Cyanophyta;

2) пирофитовые водоросли — Pyrrophyta;

3) золотистые водоросли — Chrysophyta;

4) диатомовые водоросли — Bacillariophyta;

5) желто-зеленые водоросли — Xanthophyta;

6) бурые водоросли — Phaeophyta;

7) красные водоросли — Rhodophyta;

8) эвгленовые водоросли — Euglenophyta;

9) зеленые водоросли — Chlorophyta;

10) харовые водоросли — Charophyta.

В научной литературе до сих пор продолжаются споры о положении в общей системе, с одной стороны, сине-зеленых водорослей и, с другой стороны, всех тех водорослей, которые представлены одноклеточными подвижными формами, снабженными органами движения — жгутиками (это почти все эвгленовые водоросли, большая часть пирофитовых и золотистых водорослей и отдельные классы желто-зеленых и зеленых водорослей),

Действительно, сине-зеленые водоросли резко отличаются от других водорослей простотой внутренней организации клеток. Клетки их лишены оформленного ядра, что сближает их с бактериями. Вместе с бактериями синезеленые водоросли составляют раздел организмов, обозначаемый как прокариоты (Prokaryota), т. е. «доядерные», в отличие от всех остальных растений и животных, обладающих оформленным клеточным ядром и обозначаемых как эукариоты (Eukaryota), т. е. «истинно ядерные». Некоторые авторы придают этому признаку основное таксономическое значение и объединяют сине-зеленые водоросли с бактериями, т. е. вообще исключают их из числа собственно водорослей.

Что же касается жгутиковых форм водорослей, то здесь вопрос осложняется тем, что они во многих случаях близки к подобным же бесцветным формам, что дало повод для объединения всех их в общую систематическую группу «жгутиковых организмов» и включения в систему животного мира. Такая тенденция сохранилась и до сих пор. В современной зоологической систематике жгутиковые рассматриваются как один из классов — жгутиконосцы (Mastigophora, или Flagellata) типа одноклеточных животных — простейших (Protozoa), а в пределах этого класса окрашенные жгутиковые объединяются в подкласс растительные жгутиконосцы (Phytomastigina), бесцветные — в подкласс животные жгутиконосцы (Zoomastigina).

Не вдаваясь здесь в разбор как первого, так и второго вопроса (это уместнее сделать после описания всех водорослей), отметим только, что мы, не можем принять указанные крайние точки зрения. Дело в том, что в процессе эволюции возникновение хлорофилла у первичных бесцветных гетеротрофных организмов было настолько существенным переломным моментом, что только его и можно считать началом той богатейшей эволюции, которая привела к созданию биосферы на Земле в ее современном выражении. И трудно допустить, что такое сложное и уникальное органическое соединение, как хлорофилл, давшее организмам возможность фототрофного питания, т. е. совершенно новой энергетики жизненных процессов, основанной на утилизации солнечной энергии, могло возникать многократно на разных этапах эволюции. С этих позиций мир водорослей как первичных фототрофных организмов един и целостен. Морфологическое многообразие его различных ветвей есть следствие эволюционного взрыва, вызванного появлением фотосинтеза, который обеспечил хлорофиллоносным организмам успешное развитие в чисто абиотической среде. Учитывая особенности строения клеток сине-зеленых водорослей, следует думать, что возникновение хлорофилла произошло еще на прокариотическом уровне, а наличие в настоящее время сходных хлорофиллоносных и бесцветных эукариотических жгутиковых форм обусловлено морфологическим параллелизмом эволюционного развития в разных ветвях организмов. Во всяком случае, у водорослей подобное явление морфологического параллелизма распространено очень широко (например, строение в пределах Chlorophyta, Xanthophyta и Chrysophyta). Такая точка зрения хорошо подтверждается еще и тем, что в пределах большинства вышеперечисленных отделов водорослей жгутиковые формы тесно связаны переходами с другими, типично «водорослевыми» структурами — неподвижными клетками, колониями и нитями. С другой стороны, в пределах некоторых отделов имеются и безусловно вторично обесцветившиеся формы.

Таким образом, у нас нет оснований отказываться от рассмотрения водорослей как морфофизиологической целостности, от выяснения их многообразия в целом, происхождения и взаимных филогенетических связей. Точно так же с этих позиций целостности хорошо выявляются место и роль водорослей в природе: в историческом плане они представляют собой первый этап в развитии всего зеленого ствола растительного мира, а в общем круговороте веществ в природе играют огромную роль как первичное звено всех пищевых связей в водной среде и гигантский поставщик кислорода в атмосферу.

Изучение всех этих вопросов составляет предмет особой науки — альгологии (от латинского названия водорослей — algae).

Источник

Adblock
detector