Одноклеточные водоросли: особенности строения. Представители одноклеточных водорослей
Известно более 40 тыс. видов водорослей, которые объединяются в отделы:
- Сине-зеленые,
- Зеленые,
- Харовые,
- Золотистые,
- Диатомовые,
- Красные,
- Бурые и др.
Все отделы в процессе эволюции развивались в основном независимо друг от друга. Вероятно, от каких-то водорослей происходят наземные высшие растения.
Сине-зеленые водоросли включают 2500 видов. Древнейшие из найденных до настоящего времени ископаемых растений. Хлорофилл разбросан по цитоплазме. Содержат синий пигмент. Встречаются в пресной воде водоемов и луж. Иногда их так много, что они окрашивают воду и придают ей неприятный вкус и запах.
Зеленые водоросли - водоросли зеленого цвета. Во время «цветения» мелких луж или водоемов наиболее часто в воде встречается одноклеточная зеленая водоросль хламидомонада. В переводе с греческого «хламидомонада» означает «простейший организм, покрытый одеждой» - оболочкой. Хламидомонада различима только под микроскопом. Она движется в воде при помощи двух жгутиков, находящихся на переднем, более узком конце клетки. Дышит кислородом, растворенным в воде. Может поглощать из окружающей среды готовые органические вещества, растворенные в воде. Поэтому хламидомонаду вместе с другими одноклеточными зелеными водорослями используют в очистных сооружениях. Здесь воду очищают от вредных примесей. Хлорелла - тоже одноклеточная зеленая водоросль, широко распространенная в пресных водоемах и почвах. Клетки ее мелкие, шаровидные, содержат зеленый хроматофор. Хлорелла очень быстро размножается и активно поглощает из окружающей среды органические вещества. Примером многоклеточных зеленых водорослей является спирогира и улотрикс. В проточных водоемах часто можно заметить ярко-зеленые скопления шелковистых нитей, прикрепленных к подводным камням и корягам. Это - многоклеточная нитчатая зеленая водоросль улотрикс. Его нити состоят из ряда коротких клеток; в цитоплазме каждой из них расположены ядро и хроматофор в виде незамкнутого кольца. Клетки делятся, и нить растет. Питается улотрикс так же, как и хламидомонада. Спирогира распространена в стоячих и медленно текущих водах, где нередко образует большие массы «тины» ярко-зеленого цвета. Она представляет собой тонкую нить, состоящую из длинных цилиндрических, расположенных в один ряд клеток с хорошо заметной клееточной стенкой. Снаружи нити одеты слизистым чехлом. Хроматофор имеет вид спирально изогнутой ленты.
Бурые водоросли по внешнему виду - разветвленные кустики, пластинки, ленты, сложно расчлененные на стебле- и листовидные органы. Бурые водоросли стоят на более высоком уровне, чем все другие группы. Почти все живут в морях, образуя своеобразные подводные леса и луга. Такие водоросли могут задержать катер, замедлить движение более крупного судна, помешать посадке гидросамолета. Примером этих водорослей является - ламинария.
Красные водоросли обитают на большей глубине, из них добывают студенистое вещество агар-агар, широко применяемое в кондитерской промышленности и при проведении лабораторных работ, связанных с выращиванием микроорганизмов.
Многоклеточные водоросли. Многообразие многоклеточных водорослей.
Тело - слоевище, или таллом, покрыто клеточной стенкой, из целлюлозы и пектиновых веществ, и слизью. Цитоплазма, вакуоли, заполненные клеточным соком, в клетке находиться одно или несколько ядер, и пластиды, или хроматофоры, содержащие пигменты.
Отдел Зеленые водоросли.
Талломы чисто-зеленого цвета. В хроматофорах клеток содержатся пигменты хлорофилл, каротин и ксантофилл, причем зеленый пигмент количественно преобладает над желтыми. Отдел насчитывает около 6 тысяч видов.
| Отдел | Представитель | Описание | Местообитание |
| Зеленые | Улотрикс | Нити состоят из ряда коротких клеток. Одно ядро. Хроматофор в виде незамкнутого кольца. | Обитает в морских и проточных пресных водах |
| Спирогира | Клетки вытянутые, цилиндрические, покрыты слизью. Хроматофоры в виде спирально закрученных лент. Образует большие ватообразные скопления на поверхности воды. | Распространена в пресных стоячих и медленно текущих водах. | |
| Ульва или морской салат | Слоевище пластинчатое, цельное, рассеченное или разветвленное, длина 30-150 см, состоит из 2 плотно сомкнутых слоев клеток. | Наиболее широко распространена в морях субтропических и умеренных поясов | |
| Нителла (блестянка гибкая) | Растение образует густые заросли в толще воды, представляет собой заросль перепутанных темно-зеленых стекловидных нитей, последние образованы длинными цилиндрическими клетками. По внешнему виду похожа на хвощ. Часто выращивают в аквариумах. Харовые водоросли имеют образования, которые по форме и выполняемым функциям напоминают органы высших растений. | Распространена в пресных водоемах Европы, Азии, Северной Америки. |
Водоросли многоклеточные
Многоклеточные формы возникли после того, как клетка проделала длительный и сложный путь развития в качестве самостоятельного организма. В современных растениях сохранились следы этой истории. Переход от одноклеточного к многоклеточному состоянию сопровождался потерей индивидуальности и связанными с этим изменениями в структуре и функциях клетки. Внутри талломов многоклеточных водорослей складываются качественно иные отношения, чем между клетками одноклеточных водорослей. С возникновением многоклеточности связаны дифференцировка и специализация клеток в талломе, что следует рассматривать как первый шаг на пути становления тканей (г и с т о-г е н е з) и органов (органогенез). В зависимости от расположения клеток в талломе многоклеточные водоросли могут быть представлены нитчатыми или пластинчатыми формами.[ ...]
ВОДОРОСЛИ - группа низших автотрофных растений, содержащих хлорофилл и живущих преимущественно в воде. Включают одноклеточные, колониальные, многоклеточные и не-клеточные растения.[ ...]
Многоклеточные антеридии и архегонии высших растений произошли скорее всего из многоклеточных же половых органов, которые имеются у некоторых водорослей, в частности у зеленых. Но в многоклеточных гаме-тангиях водорослей все клетки половых органов фертильны и лишены защитной стенки.[ ...]
Многоклеточные волоски обычно более или менее сильно разветвлены. Они встречаются только у некоторых водорослей из порядка церамиевых. Как было показано в опытах, основная роль волосков заключается в том, что они способствуют поглощению питательных веществ из окружающей среды.[ ...]
Тело многоклеточных водорослей называется талломом или слоевищем. Воду и минеральные соли они всасывают всей поверхностью.[ ...]
Бурые водоросли исключительно многоклеточные растения. Оболочка клеток у них состоит из внутреннего целлюлозного слоя и наружного пектинового слоя, состоящего в основном из альгиновой кислоты и ее солей и соединений с белковыми веществами. Целлюлоза бурых водорослей по своим свойствам отличается от целлюлозы высших растений, поэтому ее иногда называют альгулезой.[ ...]
Харовые водоросли, или, как их еще называют, харофиты, или лучицы, представляют собой совершенно своеобразные крупные растения, резко отличающиеся от всех остальных водорослей. При беглом взгляде они скорее похожи на некоторые высшие растения: одни из них - более всего на хвощ, растущий в лесах по тенистым и сырым местам; другие - на водяное растение роголистник. Но это сходство, конечно, чисто внешнее, так как тело харовых водорослей состоит не из стеблей, листьев и корней, а представляет собой настоящее многоклеточное слоевище (таллом), характерное для низших растений, хотя и очень сложно и своеобразно устроенное. Они широко распространены з пресноводных прудах и озерах, особенно с жесткой известковой водой, а некоторые из них встречаются и в морских заливах, и в солоноватых континентальных водоемах. Как правило, харовые растут не поодиночке, а образуют заросли, нередко очень обширные, покрывающие сплошным ковром дно водоемов. И в этих местообитаниях харовые являются наиболее крупными представителями мира водорослей - высота их слоевищ обычно составляет 20-30 см, но может достигать 1 и даже 2 м. Все части их тела, включая органы размножения, хорошо различимы невооруженным глазом.[ ...]
Зеленые водоросли имеют разнообразную форму (шаровидную, овальную и т.д.), оболочка клеток состоит из целлюлозы. Наиболее часто в пресных водоемах встречаются из одноклеточных форм хлорелла, хламидомонады гониум, из многоклеточных - улотриксовые.[ ...]
Зеленые водоросли широко распространены в поверхностных водоемах. Среди них встречаются одно-, многоклеточные и колониальные формы. Пигменты у них сосредоточены в особых образованиях - хроматофорах. Размножаются они делением цитоплазмы с образованием дочерних клеток или половым путем. Некоторые виды размножаются путем образования подвижных спор. Колонии образуются в результате бесполого деления, при котором дочерние клетки остаются связанными друг с другом. Клетки зеленых водорослей имеют разнообразную форму (шаровидную, овальную и др.) и содержат органоиды, характерные для клеток высших растений. Ядро у них дифференцировано и отделено от цитоплазмы мембраной. Оболочка клеток состоит из целлюлозы. В цитоплазме могут содержаться зерна крахмала, который является продуктом фотосинтеза. Наиболее часто в пресных водоемах встречаются из одноклеточных форм хлорелла (Chlorella vulgaris), хламидомонады (Chlamidomonas), из колониальных - вольвокс (Volvox aureus), гониум (Gonium pectorale), из многоклеточных - улотриксовые.[ ...]
Примером многоклеточных зеленых водорослей является обитатель прудов вольвокс (Volvox). Формируя колонию, этот организм состоит из 500-60 ООО клеток, каждая из которых снабжена двумя жгутиками, а также содержит глазок, дифференцированное ядро и хлоропласт. Толстая студенистая оболочка окружает каждую клетку и отделяет ее от соседних клеток. Если в колонии одна клетка погибает, остальные продолжают жить. Расположение клеток в колонии обеспечивает движение этого организма.[ ...]
Золотистые водоросли бывают одноклеточными (рис. 66 и 68), колониальными (рис. 67 и 69) и многоклеточными (рис. 75). Кроме того, среди них имеется один очень своеобразный представитель с многоядерным талломом в виде голого плазмодия (рис. 67, 3-5).[ ...]
Синезеленые водоросли - примитивнейший отдел фотосинтезирующих низших растений. Одноклеточные, многоклеточные и колониальные организмы, имеющие характерный сине-зеленый цвет, обусловленный специфическим комплексом пигментов.[ ...]
В ней нет типичного ядра и хроматофоров. Протопласт сине-зеленых водорослей дифференцирован на периферически окрашенный слой (хроматоплазма) и центральную часть (центроплазма). В ячеях лежат особые тельца -эндопласты плотной или вязкой консистенции. В плазматических стенках ячей между эндопластами находится «хроматиновое вещество», красящееся ядерными красками.[ ...]
Размножаются водоросли чаще бесполым путем: одноклеточные - делением клетки на две или четыре, а многоклеточные - вегетативно частями слоевища или спорами. При половом размножении гаметы сливаются попарно и образуют зиготу. Из зиготы после периода покоя путем деления возникают споры, дающие начало новым организмам. У некоторых водорослей половой процесс более сложный.[ ...]
Тип I. Зеленые водоросли (Chlorophyceae), самый распространенный тип среди водорослей, объединяющий крайне разнообразные по строению организмы. Среди зелёных водорослей есть одноклеточные, многоклеточные и колониальные формы.[ ...]
Одноклеточные и многоклеточные зеленые водоросли способны к фотосинтезу, т. к. содержат хлоропласты, в которых концентрируется хлорофилл и от наличия которого они имеют зеленую окраску. Они обладают также ксантофилом и каротином.[ ...]
Отдел Диатомовые водоросли, или диатомеи (СЬгуэор а) представлен в основном многоклеточными организмами, а иногда даже и колониальными формами (рис. 7). Встречаются и одноклеточные формы. Известно 5700 видов. Характеризуются четкой дифференциацией тела на цитоплазму и ядро. Клеточная стенка «пропитана» кремнеземом, в результате чего ее называют панцирем. Являются обитателями пресных водоемов, морей и океанов и входят в состав фитопланктона.[ ...]
По своему строению водоросли могут быть одноклеточными, многоклеточными и колониальными формами. Некоторые из них имеют клетку без плотной оболочки и лишь с уплотненным внешним слоем протоплазмы, вследствие чего обладают способностью изменять свою форму. Другие же характеризуются плотной оболочкой, большей частью состоящей из целлюлозы. Часто в состав оболочки входят пектиновые вещества. У некоторых групп оболочка сильно пропитана известью или кремнеземом. Одни клетки содержат одно или несколько ядер, другие типичного ядра не имеют, лишь в протопласте заметна окрашенная периферическая часть и неокрашенное центральное тело. У некоторых водорослей красящие вещества находятся в особых плазменных телах различной формы, которые называются хроматофорами. Большей частью в хроматофоры бывают включены плотные тельца - пиреноиды, богатые белковыми веществами. Вокруг пиреноидов отлагается крахмал, являющийся одним из продуктов ассимиляции. Запасными питательными веществами служат масла, жиры, лейкозин, маннит и глюкоза.[ ...]
В отличие от других многоклеточных водорослей у бурых водорослей, наряду с обычными одногнездными спорангиями (рис. 121, 2), имеются многогнездные спорангии и гаметангии, неправильно называемые многоклеточными (рис. 128, 1 а). Перед образованием зооспор или гамет содержимое многогнездных вместилищ делится тонкими перегородками на камеры, в которых оказываются заключенными по одному ядру с участком цитоплазмы. В каждой камере развивается по одной, реже по две зооспоры или гаметы. На поверхности слоевища многих бурых водорослей развиваются особые многоклеточные волоски, имеющие вид нити из одного ряда клеток с зоной роста при основании; клетки зоны роста делятся чаще других и поэтому имеют мелкие размеры (рис. 121, 1 б).[ ...]
Среди желто-зеленых водорослей имеются представители с талломом одноклеточным (рис. 188, 1,2,5; 190, 191), колониальным (рис. 189), многоклеточным (рис. 192,1, 2) и неклеточного строения (рис. 192, 3). Кроме того, здесь известны очень своеобразные водоросли с многоядерным талломом в виде голого плазмодия (рис. 188, 3).[ ...]
Настоящие водоросли являются растениями, тело которых представлено слоевищем. Известно около 30 ООО видов этих организмов. Встречаются как одноклеточные, так и многоклеточные водоросли. Они являются обитателями в основном пресноводных водоемов и морей, но встречаются почвенные водоросли и даже водоросли снега и льда. Размножение одноклеточных водорослей происходит путем деления, многоклеточные формы размножаются как бесполым, так и половым путем. Когда-то Вергилий писал - «nigilvilor algo» (ничего нет хуже водорослей). В наше время водоросли приобрели другие оценки.[ ...]
Бактерии и сине-зеленые водоросли (циа-неи) - две филогенетически родственные группы - резко отличаются от всех остальных живых существ (в том числе от грибов) отсутствием истинного ядра и тем, что ДНК лежит в их клетке свободно, погруженная в так называемую нуклеоплазму, которая не отделена от цитоплазмы ядерной мембраной. У них нет также митохондрий и сложных жгутиков. Жгутики у них (когда они имеются) устроены проще и имеют принципиально иное строение, чем у остальных организмов; их клеточная стенка состоит из гетерополимерного вещества му-реина, которое не было обнаружено ни у одной другой группы организмов. Эти организмы называют прокариотами (Ргосагуо-1а - доядерные). У всех остальных организмов, как одноклеточных, так и многоклеточных, имеется настоящее ядро, окруженное ядерной мембраной и тем самым резко отграниченное от цитоплазмы. Такие организмы называют эукариотами (Еисагуо1а - ядерные). Кроме ясно дифференцированного ядра и цитоплазмы, у них имеются также митохондрии, а у многих также пластиды и сложные жгутики. Постепенно стало выясняться, что различия между прокариотами и эукариотами гораздо более глубокие и фундаментальные, чем, например, различия между высшими животными и высшими растениями (те и другие-эукариоты).[ ...]
Размножаются золотистые водоросли простым делением клетки (рис. 66, 4), а также путем распада колоний или многоклеточного таллома на отдельные части. Известен также половой процесс в виде типичной изогамии, хо-логамии или автогамии. В результате лолового процесса образуются очень разнообразные по характеру скульптурированности оболочки эндогенные кремнистые цисты (рис. 68, 2; 73, 3), которые помогают золотистым водорослям переживать неблагоприятные условия.[ ...]
Нитчатая структура в мире водорослей является простейшей формой многоклеточного слоевища и свойственна огромному количеству представителей из разных отделов. Клетки в нитчатых слоевищах тесно связаны друг с другом, во многих случаях здесь доказано наличие пор и плазмодесм, проходящих через поперечные клеточные перегородки. Вместе с тем распадение нитей на участки и даже на отдельные клетки является обычным способом вегетативного размножения многих нитчатых водорослей.[ ...]
Размножаются желто-зеленые водоросли простым делением клетки или распадом колоний и многоклеточных талломов на отдельные части. Половой процесс известен у немногих видов и представлен изо- и оогамией. У некоторых видов в цикле развития известны экзо- и эндогенные цисты с двустворчатой, часто окремневшей оболочкой (рис. 189, 3).[ ...]
Отличительной особенностью водорослей является отсутствие дифференциации на ткани и органы. Тело простейших водорослей состоит из одной клетки. Группы клеток могут объединяться и образовывать колонии - колониальные формы. Многоклеточные водоросли могут иметь нитчатую форму или пластинчатое строение.[ ...]
В этот обширный класс входят многоклеточные нитевидные водоросли, клетки которых соединены друг с другом посредством плазмо-десм, образуя трихомы. Трихомы голые или покрытые слизистыми влагалищами, в трихомах имеются или отсутствуют гетероцисты. Размножение осуществляется гормогониями, реже спорами.[ ...]
Продукты распада сине-зеленых водорослей. Сине-зеленые водоросли относятся к группе низших, наиболее примитивных растений. В большинстве случаев это одноклеточные организмы, обычно соединяющиеся в колонии. У некоторых клетки при помощи слизи и выростов соединены в ценобии в виде нитей, давая внешнюю картину многоклеточности (рис. 9.1). Размножаются они преимущественно путем деления клеток. Живут сине-зеленые водоросли не только в воде, но и на суше (на берегах водоемов, в почвах и на их поверхности). Это самые распространенные растения земного шара. Они первыми заселяют бесструктурные почвы и совместно с бактериями подготавливают их для освоения другими растениями. Эти водоросли вообще аэробные организмы. Они способны к синтезу углеводов, но используют и распадающиеся органические вещества.[ ...]
В морфологическом отношении зеленые водоросли также отличаются наибольшим многообразием по сравнению с другими отделами. Чрезвычайно велик и диапазон их размеров от мельчайших одиночных клеточек диаметром 1 - 2 мкм до макроскопических растений, измеряемых в длину десятками сантиметров. Здесь встречаются также все основные типы бесполого и полового размножения и все основные типы смены форм развития. Большинство представителей в вегетативном состоянии гаплоидны, некоторые диплоидны.[ ...]
К этому классу относятся исключительно многоклеточные формы желто-зеленых водорослей, характеризующиеся нитчатой, разнонитчатой и пластинчатой структурами тела. Обычно они ведут прикрепленный образ жизни. Таллом здесь имеет вид простых или разветвленных, однорядных или многорядных нитей и кустиков или однослойных и многослойных паренхиматозных пластинок, клетки которых не погружены в общую слизь.[ ...]
Очень разнообразны и своеобразны клетки многоклеточных нитчатых водорослей и одноклеточных растений (рис. 26 и 27). Клетка любого из последних к тому же сильно отличается от клеток многоклеточных растений. Ей одной приходится выполнять несколько функций, которые у многоклеточных растений поделены между клетками разных тканей.[ ...]
Наконец, у повсеместно распространенной водоросли протококкуса зеленого (Protococcus viridis, рис. 215, 5), образующего вместе с другими видами зеленый налет на коре и пнях деревьев, хорошо выражена способность клеток делиться в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Благодаря этому он может образовывать паренхиматозные многоклеточные пластиночки или разнонитчатьте талломы. Систематическое положение этого вида рассматривается по-разному, и некоторые альгологи относят его (под названием Pleurococcus vulgaris) к улотриксовым водорослям. Мы же считаем эту водоросль вершиной того усложнения организации, которое было достигнуто именно в пределах протококковых как самостоятельного класса.[ ...]
Вегетативное размножение одноклеточных водорослей заключается в делении особей надвое. У многоклеточных водорослей оно происходит несколькими способами, в том числе при механическом разрушении слоевища на части (волнами, течением, в результате погрызов животными) или вследствие процессов, сопровождающихся распадением нитей на многоклеточные или одноклеточные части. Например, делению нитей сине-зеленых водорослей на части нередко предшествует отмирание отдельных клеток. Иногда для вегетативного размножения служат специальные образования. На слоевищах сфа-целярии (из бурых водорослей) вырастают почки, которые опадают и прорастают в новые слоевища. Харовые водоросли образуют одноклеточные или многоклеточные клубеньки, перезимовывающие и дающие новые растения. У ряда нитчатых водорослей (например, у улот-рикса из зеленых) отдельные клетки округляются, накапливают большое количество запасных питательных веществ и пигментов, одновременно происходит утолщение их оболочки. Они способны переживать неблагоприятные условия, когда обычные вегетативные клетки погибают, что ведет к разрушению нити. Подобного типа акинеты есть у нитчатых сине-зеле-пых водорослей, но их подчас называют спорами. Некоторые красные, бурые, зеленые и харовые водоросли имеют стелющиеся побеги, на которых вырастают новые слоевища.[ ...]
Клетка - основная структурная единица тела водорослей, представленных либо одноклеточными, либо многоклеточными формами. Совершенно уникальную группу составляют сифоновые водоросли: у них талломы не поделены на клетки, однако в цикле развития имеются одноклеточные стадии. Вполне очевидно, что клетка и здесь сохраняет свое значение как основной элемент, развитие и дифференциация которого приводят к формированию необычного слоевища.[ ...]
При всем многообразии внешней формы красные водоросли отличаются единым планом строения слоевища - в основе его у всех многоклеточных багрянок лежит клеточная разветвленная нить. Паренхимный тип организации здесь фактически отсутствует.[ ...]
Растительный мир очень разнообразен. Наряду с многоклеточными существуют и одноклеточные организмы. Они относятся к наиболее примитивным, эволюционно более древним формам. Царство растений делят на два подцарства - Низшие и Высшие растения. К низшим растениям относятся разнообразные водоросли, к высшим - споровые (мхи, плауны, хвощи, папоротники) и семенные растения (голосемянные и покрытосемянные).[ ...]
Полового размножения у синезеленых водорослей (бактерий) не обнаружено. Размножаются они исключительно вегетативным путем, часто простым равнополовинным делением клетки. Возможно размножение спорами, которых однако в каждой клетке не бывает больше одной. Споры способствуют переживанию в неблагоприятных условиях, поскольку они более устойчивы к ним, чем вегетативные клетки. Споры обычно крупнее, чем вегетативные клетки, оболочка у них более толстая и содержимое представляется более сгущенным. Нитчатые формы размножаются также подвижными многоклеточными участками нитей, которые называются гормогониями (рис. 20). Гормогонии способны к самостоятельному движению путем скольжения. Подвижные гормогонии образуются как у трихомов, которым свойственно активное движение, так и у видов с неподвижными трихомами. Гормогонии многоклеточные, однако могут состоять из нескольких или только одной клетки. Один организм способен образовывать несколько и даже много гормогониев по всей длине трихома. У гормогониев нет обверток, как у трихома; они покрыты лишь выделяемой клетками слизью. Различают одноклеточные образования нитевидных цианофицей, служащие организму тоже для размножения: гонидии - единичные клетки, покрытые слизистой оболочкой; кокки - одноклеточные фрагменты без индивидуальной оболочки; планококки-■ голые клетки, способные к активному движению (они, собственно, не имеют отличий от одноклеточных гормогониев). В неблагоприятных условиях некоторые вегетативные клетки цианофицей покрываются более толстой оболочкой, превращаясь в покоящиеся споры, или акине-ты. Наблюдается также образование покоящихся гормоспор, состоящих из 7-9 клеток, покрытых обверткой. Наконец, следует отметить, что иногда в нескольких клетках трихома образуется по нескольку десятков мелких спор (эндоспор).[ ...]
Затем 1,5-2 млрд лет тому назад появились первые одноклеточные эукариоты и, в результате изначального господства г-отбора, произошел мощный популяционный взрыв автотрофных водорослей, что привело к избытку в воде кислорода и к его выделению в атмосферу. Произошел переход восстановительной атмосферы в кислородную, что способствовало развитию эукариотических организмов и появлению многоклеточных около 1,4 млрд лет назад.[ ...]
Низшие растения включают большую группу одноклеточных и многоклеточных растений, объединенных общим названием «водоросли».[ ...]
На дне водоемов можно найти зеленые «подушки», образованные скоплением нитчатой водоросли - спирогиры. Это многоклеточная водоросль, каждая нить которой состоит из вытянутых цилиндрических клеток со спирально закрученным хроматофором. Другим представителем нитчатых многоклеточных водорослей является улотрикс. Его строение схоже со спирогирой, но хроматофор имеет форму полукольца.[ ...]
Наиболее многочисленную группу составляют эндосимбиозы одноклеточных зеленых и желто-зеленых водорослей с одноклеточными животными (рис. 48, 1). Эти водоросли носят названия соответственно зоохлорелл и зооксантелл. Из многоклеточных животных зеленые и желто-зеленые водоросли образуют эндосимбиозы с пресноводными губками, гидрами и др. (рис. 48, 2). Сине-зеленые водоросли образуют с протозоа и некоторыми другими организмами своеобразную группу эндосимбиозов, получивших название синцианозов; возникающий при этом морфологический комплекс из двух организмов называют ц и а н о-м о м, а сине-зеленые водоросли в нем - ц и а-неллами (рис. 48, 3).[ ...]
В состав планктонных организмов входят 2 группы: фитопланктон - совокупность микроскопических водорослей и зоопланктон - животный планктон, включающий простейших, коловраток и ракообразных. Среди водорослей есть одноклеточные, многоклеточные и колониальные формы. В зависимости от преобладания того или иного пигмента водоросли имеют различную окраску. Различаются они по запасу питательных веществ и способу размножения.[ ...]
Род стреблонема (81;геЫопета)- пример микроскопических эктокарповых, растущих на поверхности других водорослей и лишенных вертикальных вегетативных ветвей, а если они все-таки есть, то короткие и не отличаются от стелющихся нитей. Имеются многоклеточные волоски с базальной зоной роста (рис. 121, 1).[ ...]
Микроорганизмы не представляют собой единой систематической группы. К ним относятся одноклеточные и многоклеточные организмы растительного и животного происхождения: бактерии, бактериофаги, вирусы, некоторые водоросли и грибы, простейшие. Общими отличительными признаками всех микроорганизмов является малый размер, определяющий у них особенности высокой интенсивности обмена веществ.[ ...]
Одногнездные и миогогнездные вместилища часто неправильно называют соответственно одноклеточными и многоклеточными. И те и другие могут развиваться из одной и из многих клеток. Когда в однорядных слоевищах группа клеток превращается в одногнездные спорангии, то говорят о цепочке одногнездных спорангиев. Каждый из них при созревании открывается самостоятельным отверстием. В случае мно-гогнездных вместилищ цепочка исходных клеток, каждая из которых увеличивается в размерах, дает единое многоклеточное многогнезд-ное вместилище (рис. 122, 1, 2). После образования в нем камер можно заметить, что некоторые поперечные перегородки толще других - это перегородки материнских клеток. При созревании содержимое такого вместилища выходит через одно отверстие на вершине. У некоторых бурых водорослей одноклеточные мно-гогнездные вместилища узкие и камеры расположены в них в один ряд. Такие образования называют однорядными многогнездными спорангиями (гаметангиями, рис. 123). Многогнезд-ные вместилища с гнездами, расположенными в несколько рядов, считаются многорядными.[ ...]
Клетка - основная структурно-функциональная единица всех живых организмов, элементарная живая система. Она может существовать как отдельный организм (бактерии, простейшие, некоторые водоросли и грибы), так и в составе тканей многоклеточных организмов. Лишь вирусы представляют собой неклеточные формы жизни.[ ...]
На фоне первичной зональности, основанной главным образом на физических факторах, отчетливо прослеживается вторичная зональность - как вертикальная, так и горизонтальная; эта вторичная зональность проявляется в распределении сообществ. Сообщества каждой первичной зоны, за исключением эвфотической, подразделяются на два достаточно четких вертикальных компонента - бентосный, или доннйй (бентос), и пелагический. В море, так же как и в крупных озерах, растительные продуценты представлены микроскопическим фитопланктоном, хотя крупные многоклеточные водоросли (макрофиты) могут иметь существенное значение в некоторых прибрежных районах. К первичным консументам, следовательно, относится преимущественно зоопланктон. Животные средних размеров питаются либо планктоном, либо образующимся из планктона детритом, а крупные животные в основном хищники. Имеется лишь небольшое число крупных животных, которые, подобно крупным сухопутным животным, таким, как олени, коровы и лошади, питаются исключительно растительной пищей.[ ...]
К этому семейству относится всего один род сплахнидиум (Splachnidium) с единственным видом. Сплахнидиум морщинистый (Splachnidium rugosum) растет в южном полушарии у мыса Доброй Надежды и по южному берегу Австралии. Слоевище у этого растения студенистое, с полостью внутри; оно состоит из центрального толстого вертикального побега с немногочисленными слабо разветвленными толстыми боковыми ветвями. В основании слоевища имеется диск для прикрепления к грунту. Кон-цептакулы образуются в некоторых точках поверхности слоевища, вблизи вершин побегов. Здесь начинаются интенсивное деление и рост клеток, при этом возникают впячивания внутрь слоевища. Образованию концептакулов способствует то, что слоевище имеет рыхлое нитчатое строение и снабжено полостями, заполненными слизью. В прошлом сплахнидиум морщинистый относили к фукусовым на том основании, что у него существуют концепта-кулы и на вершинах побегов расположены особые крупные клетки. Однако со временем выяснилось, что концептакулы у них образуются совершенно иначе, чем у фукусовых, а особые клетки оказались одноклеточной эндофитной зеленой водорослью кодиолум (Codiolum), которая постоянно присутствует в коровом слое молодых вершин побегов. Ассимиляционные нити у сплахнидиума морщинистого развиваются только на молодых частях, потом они опадают, и поверхность оказывается образованной плотной корой из мелких клеток. У сплахнидиума имеются многоклеточные волоски с интерна лярной зоной роста, которые растут на внутренней поверхности концептакулов и высовываются через их отверстия наружу.
Значение водорослей в природе и жизни человека.
Повсеместное распространение водорослей определяет их огромное значение в биосфере и хозяйственной деятельности человека. Благодаря способности к фотосинтезу они являются основными продуцентами громадного количества органических веществ в водоемах, которые широко используются животными и человеком.
Поглощая из воды углекислый газ, водоросли насыщают ее кислородом, необходимым для всех живых организмов водоемов. Велика их роль в биологическом круговороте веществ, в циклическом характере которого природой решена проблема длительного существования и развития жизни на Земле.
В историческом и геологическом прошлом водоросли принимали участие в образовании горных и меловых пород, известняков, рифов, особых разновидностей угля, ряда горючих сланцев, явились родоначальниками растений, заселивших сушу.
Водоросли чрезвычайно широко используются в различных отраслях хозяйственной деятельности человека, в том числе пищевой, фармацевтической и парфюмерной промышленности. В восточной юго-восточной Азии давно уже используют морские водоросли для приготовления супов. Их выращивают в лиманах на воткнутых в ил бамбуковых палках или на деревянных рамах, опущенных в воду узких заливов.
Морская и водяная культуры начали давать во многих странах обнадеживающие результаты. Японская кухня использует водоросли при выпечке хлеба, добавляет их в пирожные, пудинги и мороженое. Даже консервирование грибов производится с помощью водорослей. В кадки укладывают один ряд грибов, затем один ряд морских водорослей и т.д. Во многих городах мира открыты специализированные кафе, где можно попробовать самые различные блюда из водорослей. Кроме того в морских водорослях установлено наличие витаминов А, В1, В2, В12, С и D, йода, брома, мышьяка и других веществ.
Водоросли проникли в сельское хозяйство и в животноводство. Помидоры, перец и арбузы быстрее созревают и дают больший урожай, если их опрыскать мукой из водорослей. Коровы и куры становятся более продуктивными, если вводить им в пищу концентраты из водорослей.
Одноклеточная зеленая хлорелла вырабатывает большое количество кислорода, аккумулирует органические вещества, используя меньший объем суспензии, имеет более короткий период вегетации, очень быстро размножается, а вся биомасса водоросли может быть использована в качестве пищи. Ее питательные качества – самые высокие в растительном мире. Содержание белка составляет 50% от сухой массы, содержатся также все 8 аминокислот, необходимых для жизнедеятельности человека, и все витамины. Эти способности хлореллы позволяют использовать эти микроводоросли для регенерации воздуха в замкнутых биологических системах жизнеобеспечения человека при длительных космических полетах и подводном плавании.
У нас в стране и за рубежом культивируются микроводоросли на коммунально-бытовых и промышленных сточных водах с целью биологической очистки и дальнейшего использования их биомассы для получения метана или применения в промышленности и сельскохозяйственном производстве.
ЗНАЧЕНИЕ:
В природе:
·обогащают кислородом атмосферу и гидросферу;
·основной источник органического вещества в водоемах;
·участвуют в самоочищении естественных и сточных вод;
·индикаторы загрязнения и засоления;
· участвуют в круговороте кальция и кремния в почвообразовании;
В жизни человека:
Важнейшие компоненты экосистем: пищевые, диетические продукты, источники сырья для получения веществ, необходимых в отраслях промышленности (фармакологической, бумажной, текстильной), применяются в качестве удобрений.
Водоросли выделяют в отдельное подцарство. И это неудивительно! Учеными доказано, что несмотря на отсутствие стебля и корня, как у высших растений, к их царству этих уникальных живых организмов не относят, поскольку те имеют множество признаков, характеризующих их как отдельную область живых организмов.
Биология – наука, изучающая всё живое на планете, дает свое определение этому царству. Водоросли, по-латыни «algae», являются низшими растительными организмами. Это споровые растительные структуры. Систематика определяет более 10 различных видов. Их названия пишутся как на латыни, так и на русском языке.
В природе встречаются как одноклеточные, так и многоклеточные представители этого царства. Ниже кратко рассмотрим принятую классификацию организмов, приведем примеры, а также расскажем об основных процессах жизнедеятельности этих живых организмов.
В конце попробуем разобраться: какова их основная роль в природе, какие же основные группы выделяют в этом подцарстве, какова характеристика представителей различных отделов, как выглядят и как живут водоросли, и как их можно применять в быту.
Отдел: Зелёные водоросли
Тело всех водорослей представляет собой слоевище.
Хламидомонада
Список представителей:
- хламидомонада – подвид одноклеточных подвижных организмов;
- спирогира – подвид нитчатых организмов;
- ульва – подвид талломовидных морских глубоководных представителей;
- улотрикс – подвид диатомовых водорослей.
На примере Хламидомонады разберем: из чего состоят зеленые водоросли, как происходят процессы дыхания, питания и размножения, и пр.
В нее, как в одноклеточный эукариотический организм, входят:
- аппарат Гольджи;
- митохондрии;
- рибосомы;
- вакуоли.
Кроме того, у нее есть образование, с помощью которого происходит задержка углекислого газа в ее организме. Именно с помощью него она дышит. Передвигается, как правило, с помощью 2 жгутиков, как «штопор». Размножение у этого вида двух видов: бесполое (спорами) и половое (гетеролитическими организмами).
Перечисленные признаки показывают, что Хламидомонада — простейшее существо.
Отдел: Красные водоросли
По своему строению они очень похожи на зеленые водоросли.
Это такие же одноклеточные водоросли, как правило, имеющие расчлененное тело: части проводят фотосинтез , а вот питание происходит полным слоевищем. Размножение также бывает 2 видов.
Отдел: Бурые водоросли
Представители этого отдела хорошо адаптированы под жесткие изменения окружающей среды. В качестве примера можно рассмотреть ламинарию.
Это многоклеточный организм, покрытый оболочкой с пигментами.
Слоевище разделено на подошву и пластину. Проводящей системы у них нет – поглощают питательные вещества всей поверхностью тела. Размножение половое, причем каждый представитель имеет репродуктивные органы обоих полов.
Как питаются
Питание происходит через фотосинтез, когда с помощью хлоропластов в пластидах происходит обмен углекислым газом и другими солями.
В некоторых случаях возможно органическое окисление кислорода. Чаще всего бывает смешанное: одновременно происходят фотосинтез и гетеротрофное питание.
Размножение
Бывает двух видов: бесполое и половое.
Бесполое может происходить:
- Вегетативно – образование новых форм и последующее их отделение от водорослей.
- Фрагментацией – происходит у нитчатых представителей: нить делится на две одинаковые части в строго определенном положении.
- Бинарным делением – одноклеточные делятся пополам, причем после существуют независимо друг от друга.
- Зооспорами и апланоспорами – организмы размножаются с помощью жгутиков.
Половое происходит за чет слияние гамет обоих полов.
Разнообразие окраски
Объясняется разной глубиной, на которой живут водоросли. Например, красные водоросли, живущие на глубине 200 метров, имеют особые пигменты - каротиноиды и фикобилины, способные даже на таком расстоянии улавливать свет.
Зеленые представители живут на поверхности, и содержат хлорофилл. Бурые содержат фукоксантин, они поглощают синий свет, отчего имеют такой оттенок.
Стоит отметить: чем глубже место произрастания водорослей, тем меньше солнечного света поступает, потому и окраска разная.
Приспособление к наземной жизни
Как считают ученые, водоросли приспособились к наземной жизни, причем эволюция пошла от зелёных — представителей одноклеточных организмов.
Далее разнообразие форм с помощью разделения функций отдельных элементов структуры тела водорослей, разделение и фрагментация, адаптации к более сложным условиям окружающей среды помогли появиться многоклеточным представителям этого царства.
Отличие от высших растений
У них отсутствуют стебель и корни, а есть слоевище. В водорослях отсутствуют ткани как у высших растений. Органы репродуктивной системы, как правило, одноклеточные.
Значение
Водоросли играют важную роль в жизни животных и человека:
Несмотря на такой широкий спектр полезных свойств, водоросли существенно вредят водным объектам и мешают полноценной работе двигателей кораблей, теплоходов и пароходов.
Водоросли — это многоклеточные, преимущественно водные, эукариотические фотосинтезирующие организмы, которые не имеют тканей или тело которых не дифференцировано на вегетативные органы (т.е. относящиеся к подцарству низших растений).
❖ Систематические отделы водорослей
(различаются по струк туре таллома, набору фотосинтезирующих пигментов и запасных питательных веществ, особенностям размножения и циклов развития, местообитанию и т. п.):
■ Золотистые;
■ Зеленые (примеры: спирогира, улотрикс);
■ Красные (примеры: порфира, филлофора);
■ Бурые (примеры: лессония, фукус);
■ Харовые (примеры: хара, нителла);
■ Диатомовые (пример: ликмофора) и др.
Количество видов водорослей — более 40 тыс.
❖ Среда обитания водорослей: пресные и соленые водоемы, влажная почва, кора деревьев, горячие источники, ледники и т.д.
❖ Экологические группы водорослей: планктонные, бентосные (), наземные, почвенные и др.
Планктонные формы представлены зелеными, золотистыми и желто-зелеными водорослями, имеющими специальные приспособления для облегчения переноса водой: уменьшающие плотность организмов (газовые вакуоли, включения липидов, студенистую консистенцию) и увеличивающие их поверхность (разветвленные выросты, приплюснутую или вытянутую форму тела и др.).
Бентосные формы обитают на дне водоемов или обволакивают находящиеся в воде предметы; к субстрату прикрепляются ризоидами, базальными дисками и присосками. В морях и океанах они представлены преимущественно бурыми и красными водорослями, а в пресных водоемах — всеми отделами водорослей, кроме Бурых. Бентосные водоросли содержат крупные хло-ропласты с высоким содержанием хлорофилла.
Наземные , или воздушные , водоросли (это обычно Зеленые или Желто-зеленые водоросли) образуют налеты и пленки различного цвета на коре деревьев, влажных камнях и скалах, заборах, крышах домов, на поверхности снега и льда и т.п. При недостатке влаги наземные водоросли пропитываются органическими и неорганическими веществами.
Почвенные водоросли (в основном Желто-зеленые, Золотистые и Диатомовые) живут в толще почвенного слоя на глубине до 1-2 м.
Особенности строения водорослей
Тело водорослей не разделено на вегетативные органы и представлено прочным в упругим талломом (слоевищем) . Структура таллома — нитчатая (примеры: улотрикс, спирогира), пластинчатая {пример: ламинария), разветвленная или кустистая (пример: хара). Размеры — от 0,1 мм до нескольких десятков метров (у некоторых бурых и красных водорослей). Таллом разветвленных и кустистых водорослей — рассеченный и имеет линейно-членистое строение; в нем можно различить главную ось, «листья» и ризоиды.
У некоторых водорослей имеются специальные воздушные пузыри , которые удерживают слоевище у поверхности воды, где есть возможность максимального улавливания света для фотосинтеза.
Таллом многих водорослей выделяет слизь, которая заполняет их внутренние полости и частично выводится наружу, помогая лучше удерживать воду в препятствуя обезвоживанию.
Клетки таллома водорослей не дифференцированы и имеют проницаемою клеточную оболочку, внутренний слой которой состоит из целлюлозы, а наружный — из пектиновых веществ и (у многих видов) ряда добавочных компонентов: извести, лигнина, кутина (задерживающего ультрафиолетовые лучи и предохраняющего клетки от излишней потери воды в период отлива) и др. Оболочка выполняет защитную и опорную функции, обеспечивая при этом возможность роста. При дефиците влаги оболочки значительно утолщаются.
Цитоплазма клетки у большинства водорослей образует тонкий слой между большой центральной вакуолью и клеточной стенкой. В цитоплазме имеются органеллы: хроматофоры , эндоплазматический ретикулум, митохондрии, аппарат Гольджи, рибосомы, одно или несколько ядер.
Хроматофоры — это органеллы водорослей, содержащие фотосинтезирующие пигменты, рибосомы, ДНК, липидные гранулы и пиреноиды . В отличие от хлоропластов высших растений хроматофоры более разнообразны по форме (могут быть чашевидными, лентовидными, пластинчатыми, звездчатыми, дисковидными и др.), размерам, числу, строению, местоположению и набору фотосинтезирующих пигментов.
У мелководных (зеленых ) водорослей фотосинтезирующими пигментами являются в основном хлорофиллы а и b, поглощающие красный и желтый свет. У бурых водорослей, обитающих на средних глубинах, куда проникает зеленый и синий свет, фотосинтезирующими пигментами являются хлорофиллы а и с, а также каротин и фукоксантин , имеющие бурый цвет. У красных водорослей, обитающих на глубинах до 270 м, фотосинтезирующими пигментами являются хлорофилл d (характерный только для этой группы растений) и имеющие красноватую окраску фикобилины — фикоэритрин, фикоцианин и аллофикоцианин, хорошо поглощающие синие и фиолетовые лучи.
Пиреноиды — особые включения, входящие в состав матрикса хроматофор и являющиеся зоной синтеза и накопления запасных питательных веществ.
Запасные вещества водорослей: крахмал, гликоген, масла, полисахариды и др.
Размножение водорослей
Водоросли размножаются бесполым и половым путем.
❖ Органы размножения водорослей (одноклеточные):
■ спорангии (органы бесполого размножения);
■ гаметангии (органы полового размножения).
❖ Способы бесполого размножения водорослей: вегетативное (фрагментами таллома) или одноклеточными зооспорами.
❖ Формы полового процесса у водорослей:
■ изогамия
— слияние одинаковых по строению и величине подвижных гамет,
■ гетерогамия
— слияние подвижных гамет разных размеров (более крупную считают женской),
■ оогамия
— слияние крупной неподвижной яйцеклетки со сперматозоидом,
■ конъюгация
— слияние содержимого двух неспециализированных клеток.
Половой процесс завершается образованием диплоидной зиготы, из которой формируется новая особь или образуются подвижные жгутиковые зооспоры , служащие для расселения водоросли.
❖ Особенности размножения водорослей:
■ у некоторых видов водорослей каждая особь способна формировать (в зависимости от времени года или условий среды) и споры, и гаметы;
■ у отдельных видов водорослей функции бесполого и полового размножения выполняют разные особи — спорофиты
(они образуют споры) и гаметофиты (они формируют гаметы);
■ в цикле развития многих видов водорослей (красных, бурых, некоторых зеленых) наблюдается строгое чередование поколений — спорофита и гаметофита
;
■ гаметы водорослей, как правило, обладают таксисами, определяющими направление их движения в зависимости от интенсивности света, температуры и т.п.;
■ безжгутиковые споры совершают амебоидное движение;
■ у морских водорослей выход спор или гамет совпадает с приливом; период покоя в развитии зиготы отсутствует (т.е. зигота начинает развиваться сразу же после оплодотворения, чтобы не быть унесенной в море).
Значение водорослей
❖ Значение водорослей:
■ они за счет фотосинтеза продуцируют органические вещества;
■ насыщают воду кислородом и поглощают из нее двуокись углерода;
■ являются пищей для водных животных;
■ являются родоначальниками растений, заселивших сушу;
■ участвовали в образовании горных известняковых и меловых пород, некоторых видов каменного угля и горючих сланцев;
■ зеленые водоросли очищают водоемы, загрязненные органическими отбросами;
■ используются человеком как органические удобрения и кормовые добавки в рацион животных;
■ используются в биохимической, пищевой и парфюмерной промышленности для получения белков, витаминов, спиртов, органических кислот, ацетона, йода, брома, агар-агара (необходим для изготовления мармелада, пастилы, суфле и т.п.), лаков, красителей, клея;
■ многие виды используются в пищу человеком (ламинария, некоторые зеленые и красные водоросли);
■ некоторые виды применяются при лечении рахита, зоба, желудочно-кишечных и других заболеваний;
■ ил из отмерших водорослей (сапропель) используется в грязелечении;
■ могут вызывать «цветение» воды.
Зеленые водоросли
❖ Спирогира
■ Местообитание: пресные стоячие и медленно текущие водоемы, где она образует тину ярко-зеленого цвета; распространена в Беларуси.
■ Форма тела: тонкая нитевидная; клетки расположены в один ряд.
■ Особенности строения клетки — цилиндрической формы с хорошо выраженной клеточной стенкой; покрыты пектиновой оболочкой и слизистым чехлом. Хроматофор лентовидный, спирально закрученный. Вакуоль занимает большую часть клетки. Ядро расположено в центре и соединяется тяжами с пристенной цитоплазмой; содержит гаплоидный набор хромосом.
■ Размножение: бесполое осуществляется путем разрыва нити на короткие участки; спорообразование отсутствует. Половой процесс — конъюгация. При этом две нити водорослей обычно располагаются параллельно друг другу и срастаются при помощи копуляционных выростов или мостиков. Затем оболочки клеток в местах соприкосновения нитей растворяются, образуя сквозной канал, через который содержимое одной из клеток перемещается в клетку другой нити и сливается с ее протопластом, образуя зиготу с плотной оболочкой. Зигота делится мей-озом; образуются 4 ядра, три из них погибают; из оставшейся клетки после периода покоя развивается взрослая особь.
❖ Улотрикс
■ Местообитание: пресные, реже морские и солоноватые водоемы, почва;