Водоросли. Общая характеристика. Особенности развития клетки и разнообразие талломов Размножение. Значение водорослей в биосфере и в жизни человека
Общая характеристика Особенности строения тела. Водоросли — сборная группа низших, преимущественно водных, растений. Характерной особенностью всех водорослей является то, что их тело не расчленено на вегетативные органы (корень, стебель, лист), а представлено талломом, или слоевищем. По этой причине их называют талломными, или слоевищными, растениями. В отличие от высших растений у них обычно отсутствуют ткани, а органы полового и бесполого размножения, как правило, одноклеточные. Общей для водорослей является также способность к фототрофному способу питания. Вместе с тем у некоторых водорослей наряду с автотрофным существует гетеротрофный тип питания (например, у эвгленовых). Известно более 40 тыс. видов водорослей, которые объединяются в два полцарства — Багрянки и Настоящие водоросли. Последние подразделяются на несколько обособленных отделов (Зеленые, Харовые, Диатомовые, Золотистые, Бурые и др.), которые отличаются друг от друга по ряду таких важнейших признаков, как структура таллома, набор фотосинтезирующих пигментов и запасных питательных веществ, особенности размножения и циклы развития, местообитание и т. п. Водорослям присуще исключительное морфологическое разнообразие. Они бывают одноклеточные (хламидомонада, хлорелла), колониальные (вольвокс) и многоклеточные, среди которых встречаются нитчатые (спирогира, улотрикс) и пластинчатые (уль-ва, ламинария и др.). Каждая из этих форм имеет различные размеры — от I мкм до нескольких десятков метров (некоторые бурые и красные). Например, бурая водоросль макроцистис грушеносный вырастает за день на 45 см и достигает длины 160 м. Строение клетки. Клетки большинства водорослей существенно не отличаются от типичных клеток высших растений, однако у них есть свои особенности. Клетки водоросли имеют клеточную оболочку, состоящую из целлюлозы и пектиновых веществ. У многих из них в состав клеточной стенки входят добавочные компоненты: известь, железо, альгиновая кислота и др. Цитоплазма у большинства водорослей расположена тонким слоем вдоль клеточной стенки и окружает большую центральную вакуоль. В цитоплазме хорошо различимы эндоплазмати-ческий ретикулум, митохондрии, аппарат Гольджи, рибосомы, одно или несколько ядер. В клетках водорослей из органелл особенно заметны хромато-форы (хлоропласты), которые в отличие от хлоропластов высших растений более разнообразны по форме, размерам, числу, строению, местоположению и набору пигментов. Они могут быть чашевидными, лентовидными, пластинчатыми, звездчатыми, дис-ковидными и др. В хроматофорах сосредоточены фотосинтезирующие пигменты: хлорофиллы а, b, с, d, каротиноиды (каротины и ксантофиллы), фикобилины (фикоцианин, фикоэритрин). Кроме того, в матриксе хроматофора находятся рибосомы, ДНК, липидные гранулы и особые включения — пиреноиды. Пиреноиды присущи почти всем водорослям и небольшой группе мхов. Они являются не только местом скопления запасных питательных веществ, но и зоной их синтеза. Веществами запаса у водорослей служат крахмал, масло, гликоген, волютин, водорастворимый полисахарид ламинарии и др. Размножение. Водоросли размножаются бесполым и половым путем. Бесполое размножение происходит фрагментами колонии или таллома, а также спорами. У одних водорослей каждая особь способна формировать и споры, и гаметы в зависимости от времени года и условий среды, у других функции бесполого и полового размножения выполняют разные особи — спорофиты (образуют споры) и гаметофиты (формируют гаметы). У многих водорослей в цикле развития наблюдается строгое чередование поколений — спорофита и гаме-тофита (красные, бурые, Некоторые зеленые). Экологические группировки водорослей. Большинство водорослей исторически приспособились к определенным комплексам экологических факторов и образовали своеобразные сообщества, или экологические группировки: планктонные, бентосные, наземные, почвенные и др. Планктоном называют совокупность преимущественно микроскопических свободно плавающих в толще воды организмов. Среди них могут быть зеленые, диатомовые, золотистые, эвглено-вые водоросли. Для облегчения переноса водой планктонные водоросли имеют различные приспособления, уменьшающие плотность организмов (газовые вакуоли, включения липидов, насыщенность водой и студенистость) и увеличивающие их удельную поверхность (разветвленные выросты, приплюснутая или вытянутая форма тела и др.). Бентосом называют водные организмы, живущие на дне водоемов или обрастающие различные водные предметы. Фито-бентос морей и океанов состоит преимущественно из бурых и красных водорослей, а в пресных водоемах представлены практически все отделы, кроме Бурых. Обширную экологическую группировку составляют наземные, или воздушные, водоросли. Они образуют различно окрашенные налеты и пленки на коре деревьев, влажных камнях, заборах, крышах домов и т. д. Большинство из них относятся к отделам Зеленые и Диатомовые водоросли. Почвенные водоросли живут в толще почвенного слоя. Это в основном желтозеленые, диатомовые и эвгленовые. Кроме того, водоросли развиваются в горячих источниках, на поверхности снега и льда и т. п. 52. ЖИЗНЕННЫЕ ЦИКЛЫ! Жизненый цикл – последовательность стадий развития, через которые проходит представитель данного вида от зиготы одного поколения до зиготы следующего. Жизненный цикл организма - совокупность всех фаз развития организма. . Следует отличать жизненный цикл (характеристику вида) от онтогенеза (развития отдельной особи от момента ее появления до момента смерти или деления). По характеру изменений плоидности выделяют следующие типы жизненных циклов:
Жизненный цикл включает два и более поколений разных по морфологии и способу размножения. В жизненном цикле происходит чередование поколений. У низших и высших растений чередуются поколения гаплобионтов( с греч.- организмы с одинарным гаплоидным(n)набором хромосом) и диплобионтов(организмов с двойным диплоидны ( 2n)). Жизненные циклы паразитов бывают сложными и включают несколько попоколений. Каждое поколение приспособлено к существованию в организме хозяина, либо к переходу от одного хозяина к другому. ПРИМЕРЫ ЧЕРЕДОВАНИЯ ПОКОЛЕНИЙ 1.Схема жизненного цикла хламидомонады (Chlamidomonas). Взрослая особь гаплоидна. В жизненном цикле преобладает гаметофит (Г>С). Бесполое размножение происходит в летнее время, а осенью половое. 2.Схема жизненного цикла листостебельного мха кукушкина льна. Взрослая особь гаплоидна. В жизненном цикле преобладает гаметофит (Г>С). Кукушкин лён мох высотой до 20 см обитающий в еловом лесу на болотах. В жизненном цикле преобладает гаметофит. Гаметофиты раздельнополы. На верхушке растений гаметангии ( После оплодотворения на женском растении образуется диплоидный спорофит – коробочка на ножке(спорангий). В коробочке происходит мейоз, и образуются гаплоидные споры(n) .Они прорастают в новые гаметофиты. 3.Схема жизненного цикла папоротника щитовника мужского. Взрослая особь диплоидна. В жизненном цикле преобладает спорофит (С > Г). На листьях папоротника образуются группы спорангиев (органы, где развиваются споры) – сорусы. Спороносные листья – спорофиллы. Внутри спорангия спорогенная ткань. Её клетки мейотически делятся с образованием спор. В благоприятных условиях спора митотические делится и образуется заросток (гаплобионт). На его нижней стороне гаметангии, в которых митотическим делением формируются гаметы. После оплодотворения зигота делится и возникает зародыш. Он питается за счёт заростка, а затем с помощью фотосинтеза. Из-за морфологической разницы гаметофита и спорофита смену поколений называют гетероморфной.
4.Схема жизненного цикла голосеменных на примере сосны обыкновенной. Взрослая особь диплоидна. В жизненном цикле преобладает спорофит (С > Г). Дерево – спорофит. Пыльцевое зерно – мужской гаметофит. Содержимое зародышевого мешка – женский гаметофит Микроспорангий – пыльцевой мешок. Мегаспорангий - семязачаток У основания новых побегов у сосны весной появляютсямужские эллипсовидные шишки (длина 0,5 см, зелёные, сидящие группами). 1.Ось. 2.Чешуйчатый лист. 3.Два пыльцевых мешка с пыльцевыми зёрнами 4.Воздушные мешки. В пыльцевом зерне две клетки: 1.Первая при попадании пыльцы на семяпочку даёт начало пыльцевой трубке; 2.Вторая делится с образованием двух спермиев.
|