Что такое стигма у водорослей

Стигма (биология)

Для эвглены показано, что световоспринимающей частью глазка является не стигма (скопление липидных гранул и пигмента), а парафлагеллярное тело — утолщение базальной части подвижного жгутика, содержащее высокоупорядоченные стопки мембран.

Связанные понятия

Зооспо́ра (др.-греч. ζῷον — животное и σπορά — посев, семя), или зоогони́дий, или бродя́жка — стадия жизненного цикла многих водорослей и некоторых низших грибов. Представляют собой жгутиконосцев, перемещающихся в жидкой среде с помощью биения одного или нескольких жгутиков. Многие водоросли на этой стадии обладают хроматофором, стигмой и сократительными вакуолями. Зооспоры некоторых желто-зелёных водорослей обладают многочисленными ядрами и несколькими парами жгутиков (синзооспоры).

Псевдопо́дии, или ложноно́жки, — цитоплазматические выросты у одноклеточных организмов и некоторых видов клеток многоклеточных. Используются клетками для передвижения (амёбоидное движение) и ловли крупных частиц (например, пищи или материала для строительства раковины). В зависимости от особенностей строения (например, организации цитоскелета) псевдоподии разделяют на лобоподии, филоподии, аксоподии и ретикулоподии.

Упоминания в литературе

Связанные понятия (продолжение)

Эта статья по общей анатомии. О гиподерме позвоночных см. статью: Подкожная ткань.Гиподе́рма (от греч. ὑπο — «под», «внизу» и δέρμα — «кожа») — слой покровов организма, обычно лежащий глубже поверхностного слоя.

Гетерогамия (от др.-греч. ἕτερος — «иной», «различный» и γάμος — «брак»), анизогамия (от др.-греч. ἄνισος — «неравный» и γάμος) — форма полового процесса, при котором сливаются две морфологически разные (по форме) гаметы. При анизогамии гаметы разделяются на мужские и женские и обладают разным типом спаривания. У многих организмов различается меньшая по размеру микрогамета, которая считается мужской, и большая, менее активно двигающаяся — женская. Характерна для различных зелёных водорослей, мхов.

Источник

Строение водорослей

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).

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.

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.

Типы половых процессов

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.)

© 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

Зеленые водоросли

Самый обширный отдел водорослей, включающий от 13 000 до 20 000 видов. Обитают в основном в пресных водоемах, имеют зеленую окраску вследствие преобладания хлорофилла a и b по количеству над другими пигментами (каротиноидами, ксантофиллами). Этот отдел включает в себя одноклеточные, многоклеточные и колониальные формы. Большинство из них растет на глубине 20-40 метров.

Хламидомонада

Светочувствительный глазок (стигма) помогает хламидомонаде занять наиболее освещенное место для активного процесса фотосинтеза, который идет в хроматофоре. Сократительные (пульсирующие) вакуоли клетки удаляют избыток постоянно поступающей внутрь воды, таким образом, они поддерживают осмотическое давление на уровне, необходимом для жизни.

Размножение хламидомонады

При благоприятных условиях (летом) размножается бесполым путем с помощью зооспор. Хламидомонада (n) дважды делится митотически без разрыва материнской оболочки, в результате образуются 4 клетки (n). Они растут, у каждой из них развивается жгутик, появляется глазок и клеточная стенка. С течением времени материнская оболочка, окружающая клетки, разрывается, и зооспоры выходят во внешнюю среду. Из каждой зооспоры развивается взрослая клетка.

Рассмотрим изогамный половой процесс, при котором гаметы не отличаются по строению, внешнему виду, одинаково подвижны.

Красный снег

Хлорелла

Клетка содержит чашевидный хроматофор (имеет вид сильно вырезанной чаши), запасающий крахмал. Хлорелла отличается быстрым темпом деления клеток, в связи с этим ее используют для получения кормов. Фотосинтез у нее также идет очень интенсивно. Эта водоросль одной из первых побывала в космосе, ее используют на космических кораблях для получения кислорода.

Размножение осуществляется только бесполым путем, содержимое материнской клетки делится митотически на 4 или 8 дочерних клеток, после чего оболочка материнской клетки рвется, и дочерние клетки выходят наружу, развиваются во взрослых особей, после чего снова делятся.

Спирогира

Хроматофор у спирогиры спиралевидный, представлен в виде одной или нескольких лент, опоясывающих клетку в пристенном слое цитоплазмы. В клетке содержится крупное ядро, расположенное в центре и подвешенное на тяжах цитоплазмы.

Бесполое (вегетативное) размножение может осуществляться частями таллома: нить водоросли разрывается на отдельные участки, или даже клетки, которые дают начало новому организму.

Кладофора

Улотрикс

Плеврококк

Плеврококк распространен повсеместно, способен вынести полное пересыхание. Образует зеленый налет на стволах деревьев, поверхности скал и почве.

Вольвокс

Вольвокс играет очень важное эволюционное значение, и помогает сделать вывод о том, что развитие живых организмов от одноклеточных форм к многоклеточным происходило через колониальные формы.

Сине-зеленые водоросли

У них отсутствуют жгутики, они могут иметь нитчатую или колониальную форму, или же быть одноклеточными. Относительно крупные размеры цианобактерий и сходство в строении с водорослями было изначальной причиной их рассмотрения в составе растений. На настоящее время доказано сходство цианобактерий с остальными бактериями.

© 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

Биологическое многообразие:Ботаника

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ВОДОРОСЛЕЙ ( ALGAE )

В растительном царстве мир водорослей занимает исключительное по своему значению место. Но понятие «водоросли» страдает большой неопределенностью, т.к., само слово означает лишь то, что это растения, живущие в воде. Однако не все растения, живущие в воде с точки зре­ния ботаников, являются водорослями. Примером тому вульфия, элодея, ряска, уруть, относящиеся к цветковым растениям. С другой стороны, значительное количество водорослей обитает на суше: камни, почва, деревья.

Чем же эта группа отличается от других низших растений?

1. В морфологическом отношении всеобщим признаком водорос­лей является отсутствие расчлененности тела на органы.

2. Водоросли имеют хлорофилл, благодаря чему они питаются фототрофно. У фотосинтезирующих бактерий имеется бактериохлорофилл, но он не тождественен хлорофиллу.

Таким образом, водоросли это низшие, т.е. слоевцовые растения, содержащие в своих клетках хлорофилл и живущие преимущественно в воде. Наука, изучающая эту группу растений, называется альгалогией.

Водоросли, несмотря на однотипную среду обитания, очень сильно отличаются между собой: по набору пигментов; цвету; форме и количест­ву хлоропластов (хроматофоров); запасным веществам; по строению жгу­тикового аппарата; жизненным циклам и другим второстепенным особен­ностям. Исходя из этого, различают следующие отделы водорослей:

1. Сине-зеленые Cyanophyta

2. Красные Rhodophyta

3. Пирофитовые Pyrrophyta

4. Золотистые Chrysophyta

5. Желто-зеленые Xanthophyta

6. Диатомовые Bacillariophyta

8. Эвгленовые Euglenophyta

9. Зеленые Chlorophyta

10. Харовые Charophyta

В научной литературе до настоящего времени не умолкают споры о классификации водорослей. В особенности спорен вопрос о сине-зеленых, т.к. это прокариоты. Нарезание вызывают и остальные отделы.

Несмотря на исключительное многообразие водорослей в разных отделах встречаются аналогичные типы организации. Т.е. существует несколько типов морфологической дифференциации таллома:

ТИПЫ ТАЛЛОМОВ ВОДОРОСЛЕЙ

Монадный – одноклеточные организмы с плотной оболочкой, имеющие 1, 2 или несколько жгутиков, с помощью которых они актив­но двигаются (хламидомонада, хромулина, картерия, гетерохлорис). Водоросли монадной структуры могут образовывать колонии (эудорина, синура). У выше организованных водорослей монадной структурой обладают лишь клетки, служащие для размножения (гаметы, зооспоры).

Амебоидный (ризоподиальный ) – это одноклеточные организмы, лишенные твердой оболочки тела и постоянной формы. Такие организ­мы выпускают цитоплазматические отростки (псевдоподии) и совер­шают ползающие движения. Псевдоподии часто бывают длинные и тонкие и отсюда другое их название – ризоподии (хризамеба, хризидиаструм – золотистые водоросли, пирофитовые –динамебидиум, желто-зеленые – гетерохлорис). Амебоидную структуру считают наипростей­шей и первой при возникновении клеточной жизни. Но другие началь­ным звеном эволюции водорослей считают монадную организацию.

Харофитный = эта структура свойственна только представителям отдела харовые. Характеризуется крупными многоклеточными слоеви­щами линейно-членистого строения, состоящими из главной оси с отхо­дящими от них мутовками и ризоидами (хара, нителла).

Т.о., тело водорослей в разных отделах имеет сходные типы строе­ния. Такой эволюционный параллелизм объясняется следующими при­чинами:

1. сходными условиями существования;

2. легким переходом одной формы в другую.

И эти виды талломов водорослей могут быть 4 степеней слож­ности (т.е. вообще известных для живых организмов):

1. одноклеточные (монадный, коккоидный, амебоидный);

2. колониальные (пальмелоидный, ценобиальный);

3. многоклеточные (нитчатый, разнонитчатый, пластинчатый, харофитный);

4. неклеточные (сифональный).

СТРОЕНИЕ КЛЕТКИ ВОДОРОСЛЕЙ

Клетка – основная структурная единица всех живых организмов, в том числе и водорослей. Форма их чрезвычайно разнообразна: округлая, полулунная, кубическая, звездчатая, таблитчатая и т.д. Размеры варьи­руют от долей микрометра (сине-зеленые) до нескольких десятков см. (хара).

Цитоплазма у большинства водорослей расположена тонким сло­ем. В ней хорошо различимы все органоиды, в том числе и хлоропласты.

Запасные питательные вещества у разных групп водорослей об­разуются разные: у зеленых – это крахмал, у бурых – полисахарид лами­нарии, у красных – багрянковый крахмал, эвгленовых – парамил, у хризомонад – липиды, у сине-зеленых – гликоген. Только у зеленых водо­рослей запасные питательные вещества (крахмал) откладываются в матриксе хроматофора между ламелами и вокруг пиреноида, у всех осталь­ных водорослей они откладываются в цитоплазме.

Пиреноиды – это плотные образования белковой природы. Только сине-зеленые водоросли не содержат пиреноиды. Строма пиреноида плотнее стромы хроматофора и там могут быть тилакоиды, которые продолжаются в хроматофоре. Обычно пиреноиды расположены в хроматофоре, реже выступают из него (бурые водоросли). Пиреноидов в хроматофоре может быть один, два и более (до нескольких десятков – кладофора, спирогира).

Ядро в клетке, как правило, одно, но бывает 2, 3, десятки (кладофо­ра) и сотни (водяная сеточка). Форма, размеры и местоположение ядра в клетке сильно варьируют. Ядра могут быть мелкие (1–10 мкм.) и ги­гантские (до 2см – ацетабулярия).

Стигма (глазок). У подвижных или утративших подвижность кле­ток на переднем конце тела имеется красное или оранжевое пятно. Это скопление большого количества каротина. У зеленых, золотистых и бурых водорослей стигма располагается в хроматофорах, а у других (эвг­леновые) за его пределами вблизи от двигательного аппарата клетки. Стигма служит для восприятия светового раздражения в процессах фо­тотаксиса.

Жгутики и реснички обуславливают подвижность клеток. Рес­нички это многочисленные короткие образования, совершающие энер­гичные колебательные движения. Жгутики – длинные малочисленные образования с меньшей частотой биения. Среди водорослей чаще всего встречаются формы 1-, 2-, 4-, 8­­-жгутиковые. Жгутики могут быть оди­наковыми и разными: изоконтные и гетероконтные (одинаковой длины и разной); изоморфные и гетероморфные (одинакового и разного внеш­него вида). Несмотря на простоту внешнего облика, все эти структуры имеют очень сложное строение и состоят из микротрубочек. А у осно­вания каждого жгутика в клетке лежит базальное тело.

Размножение – это воспроизведение себе подобных. Совершается посредством вегетативного, бесполого и полового размножения.

ВЕГЕТАТИВНОЕ размножение самое древнее. Его еще считают бесполым размножением, осуществляемого частями материнского ор­ганизма. Для водорослей характерны следующие типы вегетативного размножения.

Деление клетки надвое. Характерно для одноклеточных организ­мов. В результате материнская особь исчезает.

Фрагментация – отделение части таллома от материнского расте­ния или распад материнского таллома на отдельные части (фрагменты) с последующим их самостоятельным ростом и размножением. Сюда же относится размножение с помощью стелющихся побегов, от которых от­растают новые слоевища (красные, бурые, зеленые, харовые водоросли).

С помощью почек и клубеньков. Характерно для водорослей с высокой степенью дифференциации таллома. На слоевище образуются клубеньки (хара) или почки, которые отпадают и прорастают (сфацелярия). Это стадии, в виде которых водоросли могут перезимовывать, а потом из них прорастают новые растения (харовые).

С помощью акинет. Это отдельные, округлившиеся с запасом пи­тательных веществ и толстостенными оболочками клетки, на которые распадается нитчатый таллом водорослей. В состоянии акинет водорос­ли переживают неблагоприятные условия (улотрикс, кладофора).

ПОЛОВОЕ размножение происходит путем слияния двух специа­лизированных гаплоидных клеток (гамет) или клеток, ведущих себя как гаметы, с образованием диплоидной зиготы. У водорослей встречаются следующие типы полового размножения.

Хологамия (гологамия) – слияние двух вегетативных одинаковых одноклеточных организмов (как правило, жгутиковых).

Конъюгация – соединение содержимого двух вегетативных без­жгутиковых клеток (спирогира, космариум). При этом между клетками образуется конъюгационный канал.

Автогамия – особый способ полового размножения, в котором участвует одна родительская особь (диатомовые водоросли). При этом ядро материнской клетки делится редукционно. Из четырех образовав­шихся гаплоидных ядер два дегенерируют, а два оставшихся сливаются, образуя диплоидное ядро.

Изогамия – слияние двух подвижных внешне неотличимых (оди­наковых) гамет.

Гетерогамия (анизогамия) – сливаются подвижные гаметы неоди­накового размера.

Оогамия – слияние крупной неподвижной яйцеклетки (женская половая клетка) с мелким, снабженным жгутиком сперматозоидом (мужская половая клетка). Яйцеклетки образуются в женских половых органах – оогониях. Сперматозоиды в мужских половых органах – антеридиях. Растения, производящие гаметы могут быть обоеполыми – гомоталличными, а также раздельнополыми – гетероталличными.

После слияния гамет диплоидная зигота одевается оболочкой. Иногда оболочка очень толстая и тогда зигота впадает в период покоя, длящийся до нескольких месяцев. И первые проявления ее роста состо­ят в редукционном делении ядра, после чего образуются зооспоры. Дру­гие прорастают без периода покоя и из зиготы вырастают новые дипло­идные слоевища.

ЦИКЛЫ РАЗВИТИЯ ВОДОРОСЛЕЙ

У ряда водорослей органы бесполого и полового размножения об­разуются на разных особях (ульва, ламинария, диктиота), а у других на одних и тех же (улотрикс, водяная сеточка). В первом случае развитие идет с чередованием поколений. Поколение, производящее споры назы­вается спорофитом. Поколение, производящее гаметы называется гаметофитом. Если же гаметы и споры образуются на одном индивидууме, то чередования поколений не происходит, а наблюдается лишь смена ядерных фаз. Особь является гаметоспорофитом.

Исходя из этого у водорослей различают три типа цикла развития (жизненного цикла).

Гаплонтный. Вегетативная особь является гаплоидным организ­мом (гаплобионтом или гаплонтом). В жизненном цикле диплоидна лишь зигота. Ее прорастание сопровождается редукционным делением.

Диплонтный. Вегетативная особь является диплоидным организ­мом (диплобионт или диплонт). Гаплоидная фаза представлена лишь гаметами, перед образованием которых происходит редукционное деле­ние.

В обоих случаях чередования поколений не происходит, а наблю­дается лишь смена ядерных фаз.

Антитетический. Вегетативная особь существует в двух фазах – гаплоидной и диплоидной. На гаплоидном гаметофите без участия мейоза формируются гаметы. После их слияния образуется диплоидная зи­гота, которая без редукционного деления прорастает в диплоидный спо­рофит. В его клетках происходит редукционное деление с образованием гаплоидных спор (зооспор, апланоспор), вырастающих в гаметофиты. Т.о., при этом цикле развития происходит чередование поколений – гаметофита и спорофита. Если гаметофит и спорофит имеют одинаковый внешний вид, то они считаются изоморфными поколениями (ульва, диктиота), если же их морфологический облик различается, то данные поколения гетероморфные (ламинария, батрахосдермум). Значит, анти­тетический цикл развития может быть двух типов: с изоморфной сме­ной поколений и гетероморфной сменой поколений.

У водорослей в ходе развития, как со сменой поколений, так и без нее, у отдельных стадий происходит изменение, числа хромосом вслед­ствие редукции (мейоза), которая может быть следующих типов.

СРЕДА ОБИТАНИЯ ВОДОРОСЛЕЙ

В зависимости от условий обитания и образа жизни водоросли подразделяют на следующие экологические группы: планктонные (микроскопические взвешенные в воде), бентосные (донные, прикреплен­ные к грунту), наземные, почвенные, горячих источников, снега и льда и т.д.

Морские планктонные – диатомовые (хетоцерос, планктониелла, талассиозира), пирофитовые (динофизис, гониаулакс), охрацеум.

Однако не все водоросли живут в воде. Значительное количество их обитает на суше: камни, почва, деревья.

ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВОДОРОСЛЕЙ

Использование в промышлености. Широкое применение имеет агар (красные и бурые водоросли) в бумажной промышленности для придания бумаге плотности и глянца. Он используется для отделки тка­ней, для получения клея. Клей добавляется в штукатурку, цемент и про­чим строительным материалам. Особо ценным клеем является альгин и его соли. В громадных количествах используется слизистое углеводное вещество агар (кантен) в научно-исследовательской работе в качестве твердой среды для культивирования микроорганизмов. Кроме того, из морских водорослей получают ряд высокоценных продуктов – спирт, уксусную, молочную и другие органические кислоты, манит, ацетон, эфиры и т.д.

Известны породы под названием диатомит (горная мука, кизель­гур), состоящие на 50 – 80 % из панцирей диатомовых водорослей. Они очень легкие, пористые и рыхлые. Применяются как полировочный и шлифовальный материал, для тепловой и звуковой изоляции, как фильтрующее вещество в пищевой, химической и медицинской про­мышленности.

Для очистки сточных вод используют вольвоксовые, эвгленовые, диатомо­вые, сине-зеленые водоросли.

Использование в сельском хозяйстве водорослей в качестве удобрений (дет­рит, илы, сапропели – диатомовые, зеленые, золотистые), кормов, доба­вок к пищевому рациону животных.

Использование в научно-исследовательских целях в качестве объектов исследования: хлорелла, сценедесмус, хара, ацетабулярия.

Источник

Что такое стигма у водорослей

Глава 1. Водоросли ( ALGAE )

1.1. Общая характеристика

Чем же эта группа отличается от других низших растений?

1. В морфологическом отношении всеобщим признаком водорослей является отсутствие расчлененности тела на органы.

2. Водоросли имеют хлорофилл, благодаря чему они питаются фототрофно. У фотосинтезирующих бактерий имеется бактериохлорофилл, но он не тождественен хлорофиллу.

Таким образом, водоросли это низшие, т.е. слоевцовые растения, содержащие в своих клетках хлорофилл и живущие преимущественно в воде. Наука, изучающая эту группу растений, называется альгологией.

Водоросли, несмотря на однотипную среду обитания, очень сильно отличаются между собой: по набору пигментов; цвету; форме и количеству хлоропластов (хроматофоров); запасным веществам; по строению жгутикового аппарата; жизненным циклам и другим второстепенным особенностям. Исходя из этого, различают следующие отделы водорослей:

1. Сине-зеленые Cyanophyta

2. Красные Rhodophyta

3. Пирофитовые Pyrrophyta

4. Золотистые Chrysophyta

5. Желто-зеленые Xanthophyta

6. Диатомовые Bacillariophyta

7. Бурые Phaeophyta

8. Эвгленовые Euglenophyta

9. Зеленые Chlorophyta

10. Харовые Charophyta

В научной литературе до настоящего времени не умолкают споры о классификации водорослей. В особенности спорен вопрос о сине-зеленых, т.к. это прокариоты. Нарекание вызывают и остальные отделы.

Несмотря на исключительное многообразие водорослей в разных отделах встречаются аналогичные типы организации. Т.е. существует несколько типов морфологической дифференциации таллома:

Водоросли имеют очень разнообразные типы талломов, как по сложности, так и по морфологии (табл. I ).

Монадный – одноклеточные организмы с плотной оболочкой, имеющие 1, 2 или несколько жгутиков, с помощью которых они активно двигаются (хламидомонада, хромулина, картерия, гетерохлорис). Водоросли монадной структуры могут образовывать колонии (эудорина, синура). У выше организованных водорослей монадной структурой обладают лишь клетки, служащие для размножения (гаметы, зооспоры).

Коккоидный. Эта организация характерна отдельным клеткам снабженным твердой оболочкой и не способных к активным движениям. Форма их клеток необычайно разнообразна: хлорелла, навикуля, десмидиум, циклотелла. Коккоидная структура черезвычайно широко распространена у водорослей, а у диатомовых она является единственной. На основании коккоидной структуры стало возможно возникновение многоклеточных талломов. Клетки коккоидной структуры могут объединяться в колонии и ценобии (коластрум).

Пальмелоидный (капсальный). Это определенное количество неподвижных клеток, погруженных в общую слизистую капсулу, но независимых друг от друга. Связь эта чисто механическая и между клетками нет цитоплазматических нитей (тетраспора, глеокапса, гидрурус).

Колониальный. Этот тип таллома характеризуется тем, что между его монадными клетками появляются цитоплазматические тяжи (плазмодесмы) и наблюдается специализация клеток на вегетативные и генеративные (вольвокс, плевдорина).

Разнонитчатый (гетеротрихальный). Это усложненный вариант нитчатой структуры, для которой характерно два типа нитей: стелющиеся по субстрату и отходящие от них – прямостоячие. Т.е., иными словами, горизонтальные и вертикальные (эктокарпус, дипохлониум, сфацелярия – бурые, золотистые, зеленые, красные).

Пластинчатый (тканевой). Структура характеризуется многоклеточным слоевищем в форме пластинок, состоящих из одного, двух или нескольких слоев клеток. Образование их всегда начинается с нити и происходит в результате поперечного и продольного деления (ульва, алария, порфира).

Харофитный. Эта структура свойственна только представителям отдела харовые. Характеризуется крупными

многоклеточными слоевищами линейно-членистого строения, состоящими из главной оси с отходящими от них мутовками и ризоидами (хара, нителла).

Т.о., тело водорослей в разных отделах имеет сходные типы строения. Такой эволюционный параллелизм объясняется следующими причинами:

1. сходными условиями существования;

2. легким переходом одной формы в другую.

И эти виды талломов водорослей могут быть 4 степеней сложности (т.е. вообще известных для живых организмов):

1. одноклеточные (монадный, коккоидный, амебоидный);

2. колониальные (пальмелоидный, ценобиальный);

3. многоклеточные (нитчатый, разнонитчатый, пластинчатый,
харофитный);

4. неклеточные (сифональный).

Клетка – основная структурная единица всех живых организмов, в том числе и водорослей. Форма их чрезвычайно разнообразна: округлая, полулунная, кубическая, звездчатая, таблитчатая и т.д. Размеры варьируют от долей микрометра (сине-зеленые) до нескольких десятков см. (хара).

Цитоплазма у большинства водорослей расположена тонким слоем. В ней хорошо различимы все органоиды, в том числе и хлоропласты.

Пиреноиды это плотные образования белковой природы. Только сине-зеленые водоросли не содержат пиреноиды. Строма пиреноида плотнее стромы хроматофора и там могут быть тилакоиды, которые продолжаются в хроматофоре. Обычно пиреноиды расположены в хроматофоре, реже выступают из него (бурые водоросли). Пиреноидов в хроматофоре может быть один, два и более (до нескольких десятков – кладофора, спирогира).

Ядро в клетке как правило одно, но бывает 2, 3, десятки (кладофора) и сотни (водяная сеточка). Форма, размеры и местоположение ядра в клетке сильно варьируют. Ядра могут быть мелкие (1 – 10 мкм.) и гигантские (до 2см. – ацетабулярия).

Стигма (глазок). У подвижных или утративших подвижность клеток на переднем конце тела имеется красное или оранжевое пятно. Это скопление большого количества каротина. У зеленых, золотистых и бурых водорослей стигма располагается в хроматофорах, а у других (эвгленовые) за его пределами вблизи от двигательного аппарата клетки. Стигма служит для восприятия светового раздражения в процессах фототаксиса.

ВЕГЕТАТИВНОЕ размножение самое древнее. Его еще считают бесполым размножением, осуществляемого частями материнского организма. Для водорослей характерны следующие типы вегетативного размножения.

Фрагментация – отделение части таллома от материнского растения или распад материнского таллома на отдельные части (фрагменты) с последующим их самостоятельным ростом и размножением. Сюда же относится размножение с помощью стелющихся побегов, от которых отрастают новые слоевища (красные, бурые, зеленые, харовые водоросли).

БЕСПОЛОЕ размножение происходит с помощью спор (неподвижные) и зооспор (подвижные). Эти структуры мелкие, покрыты лишь мембраной и могут быть как диплоидными, так и гаплоидными. Споры образуются или в обычных клетках, не отличающихся от остальных, или в особых клетках – спорангиях, выполняющих функцию образования спор. В спорангиях может образоваться от одной (эндогониум) до нескольких сотен спор (кладофора).

ПОЛОВОЕ размножение происходит путем слияния двух специализированных гаплоидных клеток (гамет) или клеток, ведущих себя как гаметы, с образованием диплоидной зиготы. У водорослей встречаются следующие типы полового размножения.

Хологамия (гологамия) – слияние двух вегетативных одинаковых одноклеточных организмов (как правило, жгутиковых).

Конъюгация – соединение содержимого двух вегетативных безжгутиковых клеток (спирогира, космариум). При этом между клетками образуется конъюгационный канал.

Гаметогамия. Гораздо чаще половое размножение связано с дроблением содержимого клеток и образованием в них специальных половых клеток – гамет, которые в дальнейшем попарно сливаются между собой. Это гаметогамия. Образуются гаметы в специальных вместилищах – гаметангиях. Число гамет колеблется от одного до сотен. Известно три типа гаметогамии.

Изогамия – слияние двух подвижных внешне неотличимых (одинаковых) гамет.

Гетерогамия (анизогамия) – сливаются подвижные гаметы неодинакового размера.

После слияния гамет диплоидная зигота одевается оболочкой. Иногда оболочка очень толстая и тогда зигота впадает в период покоя, длящийся до нескольких месяцев. И первые проявления ее роста состоят в редукционном делении ядра, после чего образуются зооспоры. Другие прорастают без периода покоя и из зиготы вырастают новые диплоидные слоевища.

У ряда водорослей органы бесполого и полового размножения образуются на разных особях (ульва, ламинария, диктиота), а у других на одних и тех же (улотрикс, водяная сеточка). В первом случае развитие идет с чередованием поколений. Поколение, производящее споры называется спорофитом. Поколение, производящее гаметы называется гаметофитом. Если же гаметы и споры образуются на одном индивидууме, то чередования поколений не происходит, а наблюдается лишь смена ядерных фаз. Особь является гаметоспорофитом.

Исходя из этого у водорослей различают три типа цикла развития (жизненного цикла).

Гаплонтный. Вегетативная особь является гаплоидным организмом (гаплобионтом или гаплонтом). В жизненном цикле диплоидна лишь зигота. Ее прорастание сопровождается редукционным делением.

Диплонтный. Вегетативная особь является диплоидным организмом (диплобионт или диплонт). Гаплоидная фаза представлена лишь гаметами, перед образованием которых происходит редукционное деление.

В обоих случаях чередования поколений не происходит, а наблюдается лишь смена ядерных фаз.

Антитетический. Вегетативная особь существует в двух фазах – гаплоидной и диплоидной. На гаплоидном гаметофите без участия мейоза формируются гаметы. После их слияния образуется диплоидная зигота, которая без редукционного деления прорастает в диплоидный спорофит. В его клетках происходит редукционное деление с образованием гаплоидных спор (зооспор, апланоспор), вырастающих в гаметофиты. Т.о., при этом цикле развития происходит чередование поколений – гаметофита и спорофита. Если гаметофит и спорофит имеют одинаковый внешний вид, то они считаются изоморфными поколениями (ульва, диктиота), если же их морфологический облик различается, то данные поколения гетероморфные (ламинария, батрахоспермум). Значит, антитетический цикл развития может быть двух типов: с изоморфной сменой поколений и гетероморфной сменой поколений.

У водорослей в ходе развития, как со сменой поколений, так и без нее, у отдельных стадий происходит изменение числа хромосом вследствие редукции (мейоза), которая может быть следующих типов.

Спорическая – мейоз происходит перед образованием спор. Они гаплоидные и их них прорастают гаплоидные гаметофиты (эктокарпус, ламинария, ульва).

Соматическая – мейоз совершается в вегетативных клетках, как правило, верхней части таллома (празиола черешчатая).

В зависимости от условий обитания и образа жизни водоросли подразделяют на следующие экологические группы: планктонные (микроскопические взвешенные в воде), бентосные (донные, прикрепленные к грунту), наземные, почвенные, горячих источников, снега и льда и т.д.

Морские планктонные – диатомовые (хетоцерос, планктониелла, талассиозира), пирофитовые (динофизис, гониаулакс), охрацеум.

Пресноводные планктонные – вольвокс, хламидомонада, гониум, анабена, микроцистис, табеллярия, эвглена.

Морские бентосные – фукус, ламинария, алария, саргассум, падина, ульва, кишечница.

Пресноводные бентосные – хара, нителла, улотрикс, кладофора, зигнема, батрахоспермум, колеохете.

Однако не все водоросли живут в воде. Значительное количество их обитает на суше: камни, почва, деревья.

Наземные водоросли – некоторые виды хлореллы, хлорококка, плеврококка, глеокапсы; трентеполия; фричиелла.

Почвенные водоросли – виды ностока, хламидомонады и хлореллы; микроколеус; формидиум.

Водоросли горячих источников – виды ностока, осциллятории, мастигокладуса, формидиума (сине-зеленые водоросли).

Водоросли льда и снега – хламидомонада снежная (красный снег), рафидонема снежная (зеленый снег), гленодиниум

ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВОДОРОСЛЕЙ

Употребление в пищу. Морские водоросли вполне питательный продукт из-за высокого содержания углеводов. Это ламинария (морская капуста), алария, ундария, порфира (морской салат), ульва (зеленый морской салат), красная родимения, некоторые виды ностока, спирулина, анфельция, гелидиум, гляцилярия, филлофора. Их едят в свежем и консервированном виде. Добавляют в суп, мясо, рыбу, рис. Употребляют в кондитерских изделиях – засахаренные, в пастилах, в конфетах (мармелад). Добавляют в мороженое, сыры, хлеб. Из водорослевой муки изготовляют различные печенья. Ядовитых форм среди водорослей нет, поэтому не годятся в пищу лишь грубые и невкусные.

Использование в промышленности. Широкое применение имеет агар (красные и бурые водоросли) в бумажной промышленности для придания бумаге плотности и глянца. Он используется для отделки тканей, для получения клея. Клей добавляется в штукатурку, цемент и прочим строительным материалам. Особо ценным клеем является альгин и его соли. В громадных количествах используется слизистое углеводное вещество агар (кантен) в научно-исследовательской работе в качестве твердой среды для культивирования микроорганизмов. Кроме того, из морских водорослей получают ряд высокоценных продуктов – спирт, уксусную, молочную и другие органические кислоты, манит, ацетон, эфиры и т.д.

Известны породы под названием диатомит (горная мука, кизельгур), состоящие на 50 – 80 % из панцирей диатомовых водорослей. Они очень легкие, пористые и рыхлые. Применяются как полировочный и шлифовальный материал, для тепловой и звуковой изоляции, как фильтрующее вещество в пищевой, химической и медицинской промышленности.

Для очистки сточных вод – вольвоксовые, эвгленовые, диатомовые, сине-зеленые.

Использование в сельском хозяйстве в качестве удобрений (детрит, илы, сапропели – диатомовые, зеленые, золотистые), кормов, добавок к пищевому рациону животных.

Использование в научно-исследовательских целях в качестве объектов исследования: хлорелла, сценедесмус, хара, ацетабулярия.

Источник