Класифікація та будова водоростей

Класифікація і будова водоростей

Мир водоростей величезний. Він займає в рослинному царстві зовсімособливе, виняткове за своїм значенням місце, як в історичному аспекті,так і по тій ролі, яка належить йому в загальному круговороті речовин у природі.Спільно з тим саме поняття'' водорості'' в науковому відношенні страждає великийневизначеністю. Це примушує спеціально розгледіти різницю відносяться сюдирослинних організмів від інших представників рослинного царства справді,слово "водорості" означає тільки те, що це рослини, що живуть у воді.Але в ботаніці цей термін застосовується в більш вузькому сенсі, і не всі рослини,спостережувані нами у водоймах, можна назвати водоростями. З іншого боку, конкретноводорості ми частенько просто не помічаємо у водоймах, так як зовсім багато з нихнелегко розпізнати неозброєним оком. Придивляючись до різних водойм, особливодо озер, ми до цього все помічаємо багатство рослин. Деякі з них прикріпленідо дна. До них відносяться, наприклад, великі зелені скупчення так званої тини.Тут же часто зустрічаються і більші водорості, що складаються з відмінно помітнихна око звичайних або розгалужених ниток, або зовсім великі хорові водорості,зовні схожі на хвощ. З іншого боку, істотну кількість мікроскопічнихводоростей, таких же як у водоймах, виростає і на суші: на поверхні земліі в самій її товщі, на деревах, каменях. Правда, життя цих водоростей теж затіснопов'язана з водою, але вони можуть насолоджуватися лише атмосферної та грунтової вологою,росою. У відмінність від'' водних'' водоростей, ці водорості просто переносять висиханняі зовсім скоро оживають при найменшому зволоження. У царстві рослин водорості відносятьсядо обширного підцарств нижчих, або слоевцових рослин, куди входять також бактерії,гриби і лишайники. Як і всі нижчі рослини, водорості розмножуються вегетативно абоза допомогою спор, тобто відносяться до спорових рослин. Але в фізіологічному відношенніводорості різко відрізняються від інших нижчих рослин наявністю хлорофілу, завдякиякому вони здатні асимілювати на світлі вуглекислий газ. Не рахуючи того, багатоводорості, що володіють добре розвиненим хлорофілом, крім фототрофних, можуть бутивластиві і інші типи харчування. таким чином, виходячи зі сказаного,просто вивести чітке наукове визначення водоростей. Водорості - це нижчі, тоє слоевцовие спорові рослини, що містять у власних клітинках хлорофіл,і живуть в більшому ступені у воді. Таке визначення, але, не дає уявленняпро те великому розмаїтті в будові тіла, яке властиво водоростям. Тутми зустрічаємося і з мікроскопічними організмами - одноклітинними і багатоклітинними,і з великими формами різної будови. Величезного контрасту досягають тут методирозмноження і будова органів розмноження. Навіть за забарвленням водорості неоднакові,так як одні містять лише хлорофіл, інші ще ряд додаткових пігментів,окрашивающие їх у різні кольори. Поділ водоростей на систематичні групивищого рангу в основному збігається з характером їхнього фарбування, пов'язаної природно,з рисами будови. Водорості розділені по 10 відділів:

1. синьо-зелені водорості;

2. пірофітові водорості;

3. золотисті водорості;

4. діатомові водорості;

5. жовто-зелені водорості;

6. бурі водорості;

7. червоні водорості;

8. евшеновие водорості;

9. зелені водорості;

10. хорові водорості.

Синьо-зелені різко розрізняютьсявід решти водоростей простотою внутрішньої організації клітин. Їх клітинки позбавленіоформленого ядра, що зближує їх з бактеріями. Спільно з бактеріями синьо - зеленіводорості складають розділ організмів, позначений як прокаріоти, тобто'' доядерние'',в відмінність від всіх інших рослин і тварин, що володіють оформленим клітинним ядромі що позначаються як еукаріоти.

Клітинка - основна структурна одиниця тіла водоростей, представленихабо одноклітинними, або багатоклітинними формами.

Родзинка одноклітинних форм визначається тим, що тут організмискладаються всього з однієї клітини, тому в її будові та фізіології змішуютьсяклітинні та організменние риси.

Дрібна, не видима звичайним оком одноклітинна водорість виконуєроль своєрідної фабрики, яка видобуває сировину, його переробляє і виробляєтакі цінні сполуки, як білки, вуглеводи і жири. Не рахуючи того, принциповимпродуктом її діяльності вважається кисень. Таким чином, вона бере активну участьу кругообігу речовин у природі. Одноклітинні водорості час від часу утворюютьтимчасові або постійні скупчення у вигляді колоній.

Багатоклітинні форми з'явилися після того, як клітинка зробиладовгий і складний шлях розвитку як самостійного організму.

При знайомстві з водоростями впадає в очі надзвичайне достатокяк форм, так і розмірів їх клітин. Велика строкатість картин знаходиться у вільноживучиходноклітинних водоростей.

У водоростей, в відмінність від вищих рослин, зустрічаються клітини,вміст яких оточене лише вузької мембраною. Такі клітинки традиційно називаютьголими. Вони не здатні зберігати свою форму і постійно знаходяться в амебоіднаястані. Подібного роду клітинки зустрічаються як посеред одноклітинних, так ібагатоклітинних водоростей, найчастіше на стадії гамет і зооспор.

Клітинки якихось водоростей (евгленовие, жовто - зелених) крімплазмалемми, оточені шкірясті, еластичним шаром. Цей шар отримав назву пеллікули,або періпласта. Він складається з фібрилярного речовини і має складну, багатошаровукомпанію. Клітинки з такою пеллікулой традиційно зовсім мінливі за формою. Лишетовста, схожа на панцир пеллікула може міцно її зафіксувати. На поверхніпеллікули час від часу з'являються складки, вирости у вигляді зубців або потовщення,звані лусочками. Ці структури в різних поєднаннях утворюють самі незвичайнівізерунки, надаючи організму унікальний вид. Але основна їх функція - підвищення міцностіклітинного покриву.

Подальшим розвитком рослинної клітини слід визнатипоява на її поверхні покриву у вигляді оболонки - спочатку пектинової, а потімі целюлозної. Перевага цієї освіти полягає в тому, що воно успішно поєднуєв собі захисну і опорну функції з можливістю ростових дій і проникністю.

Клітинні оболонки водоростей дуже різноманітні як за своїмбудовою, так і за хімічним складом. Товщина оболонки варіюється не лише відвиду до виду, але і навіть у межах одного виду в залежності від віку клітинки.

За часом закладення і особливостям росту розрізняють первинніі вторинні оболонки. У активно діляться клітинках традиційно з'являється лишепервинна оболонка. Її зріст йде в двох напрямках: зростає поверхня і товщина.

Вторинна оболонка піддається гідратації, стає еластичноюі отримує можливість розтягуватися.

Оболонки багатьох водоростей забезпечуються різного роду виростаміу вигляді щетинок, шипиків і лусочок. Їх роль для клітинки неоднозначна: в одних варіантахвони виконують захисну функцію, а в решті забезпечують раціональні умовижиття.

Зелені водорості - одноклітинні, колоніальні і багатоклітинні форми,різноманітного будови, зеленого кольору. Продукт асиміляції - крохмаль, борошно, олія.Є як рухомі форми зі джгутиками на передньому кінці клітин, так і нерухомі,прикріплені або пасивно плаваючі. Розмноження вегетативне, безстатеве і статеве.У ряду форм є чергування безстатевого і статевого розмноження. Зооспори і гаметиз 2 або 4 джгутиками, розташованими на передньому кінці. Прісноводні і морські водорості.

Найбільший відділ водоростей(13 тис. видів). Характерно велике різноманіття форм: одноклітинні, нитчасті,колоніальні. Найбільш близькі до вищим рослинам. Представлені всі типи диференціаціїслані: монадної, коккоідная, пальмеллоідная, нитчатая, пластинчаста, сіфональная.Для представників характерна чисто зелене забарвлення, так як серед пігментів переважаєхлорофіл a і b. Крім того, присутні пімента: каротини і ксантофілл. Жорсткаклітинна стінка складена целюлозою і пектиновими речовинами. Запасні речовини- Крохмаль і масло.

<...p> Розмноження вегетативне, безстатевеі статеве.

Мешкають переважно в прісноводнихводоймах, хоча зустрічаються і морські, грунтові та наземні форми.

Відділ включає в себе наступнікласи: вольвоксовие (Volvocophyceae), протококковие (Protococcophyceae), улотріксовие(Ulotrichophyceae), кон'югати (Conjugatophyceae) і сифонові (Siphonophyceae).

Клас вольвоксовие (Volvocophyceae)

Найбільш примітивні представникизелених водоростей. Зустрічаються як одноклітинні і колоніальні форми. Типовимпредставником одноклітинних є хламідомонада (Chlamidomonas). Клітини хламідомонадимають кулясту або еліпсоїдну форму і вкриті оболонкою з геміцелюлози і пектиновихречовин. На передньому кінці клітки розташовуються два джгутики, біля основи якихє дві пульсуючі вакуолі. Всю внутрішню частину клітини займає протопластз великим піреноідом з крохмальної сферою. Розмножується хламідомонада безстатевим шляхомза допомогою двужгутіковие зооспор. Крім того, можливо і статеве розмноження мейотіческойподілом клітин з утворенням двужгутіковие гамет.

Інший типовий представниквольвоксових колоніальний рід вольвокс (Volvox). Колонії вольвокса мають вигляд слизовихкуль, діаметром до 2 мм, по периферії яких розташовані з'єднані плазмодесмаміхламідомонадоподобние клітини. Клітини в колонії бувають двох типів - вегетативні,більш дрібні і численні і великі генеративні, розкидані між вегетативнимиклітинами. З генеративних клітин утворюються партеногонідіі (клітини безстатевого розмноження)і оогонии (жіночі статеві гамети) і антеридії (чоловічі статеві клітини), що здійснюютьстатевий процес.

Клас протококковие (Protococcophyceae)

Це нерухомі клітини з щільноїоболонкою і колонії таких клітин. Більшість представників класу має коккоіднуюструктуру. Клітинна оболонка целюлозна або з домішкою пектинових речовин (у нижчихпредставників може складатися повністю з пектину). Безстатеве розмноження здійснюєтьсяза допомогою двухжгуктікових зооспор, статевий процес - за допомогою рухомих двухжгутіковихізогамети (изогамия - процес злиття однакових одноядерних гамет в зиготу.

Виняток становить тільки водоростьхлорела (Chlorella), у якої відсутні рухомі стадії при безстатевому розмноженніі не характерний статевий процес.

Основні представники: хлорела(Chlorella), хлорококкум (Chlorococcum), протококкус (Protococcus).

Клас улотріксовие (Ulotrichophyceae)

Дуже різноманітна група нитчастихі пластинчастих водоростей, що живуть у солоних і прісних водоймах. Будова нитокможе бути простим або разнонітчатим (гетеротріхальним). Пластинчасті форми буваютьодношаровими і двошаровими.

Безстатеве розмноження здійснюєтьсярухливими зооспорами. Половий процес ізогамний.

Основні представники: улорікс(Ulothrix), ульва (Ulva), моносторома (Monostroma) та ін

Клас кон'югати (сцеплянкі) (Conjugatophyceae)

Клас об'єднує одноклітинніі нитчасті форми з особливим типом статевого процесу - кон'югацією.

Кон'югація (лат. conjugatio -злиття, з'єднання) - процес злиття протопластів двох вегетативних клітин, що виконуютьфункцію гамет.

Злиття відбувається через спеціальнийкон'югаціонной канал. Розділити клітини на чоловічі і жіночі іноді буває доситьважко і можливо тільки через деякий час: кліткою з жіночої потенцієюбуде клітина, яка містить зиготу. Але часто злиття протопластів відбуваєтьсяв кон'югаціонной каналі, який з зиготою розростається до стінок материнських клітин.Це явище спостерігається у випадку, коли рух протопластів по каналу йде з однаковоюшвидкістю. У такому разі, говорять про ізогамії. У найбільш розвинених представниківсцеплянок вміст однієї клітини перетікає в іншу з утворенням зиготи. Цеявище отримало назву гетерогамія або анізогамії (від гр. гетеро - інший, анізос- Нерівний + гамос - шлюб). Після періоду спокою зигота проростає і дає початок однійабо декільком проросткам. Для нормального протікання кон'югації необхідні сприятливіумови: тепла вода (від +15 до +24 0С) і інтенсивна освітленість. Кон'югація триваєне більше 14 днів, починаючи від освіти кон'югаціонной каналів до дозрівання зиготи.

Також відмінною рисою класує повна відсутність в їх життєвому циклі рухомих стадій. Хроматофори завждиз піреноідом, пластинчастого типу і дуже різноманітні за формою. Кон'югати космополітичніі їх можна зустріти в будь-якій точці Земної кулі, аж до Антарктиди. Живуть сцеплянків прісній і трохи підсоленій воді, але типово морських форм серед них немає. Крімтого, зустрічаються представника класу і на землі - під мохах, на скелях, сирій земліі навіть на льодовиках.

Основні представники: спирогира(Spirogyra), зігнема (Zygnema), мужоція (Mougeotia) та ін

Клас сифонові (Siphonophyceae)

Представники цього класу немають клітинної будови. Слань цих водоростей представляє одну гігантськуклітку з одним або безліччю ядер. Іноді така клітина буває розділена на сегментиперегородками. Така структура називається сифонної.

сифонових - сама древня групазелених водоростей. Більше 90% представників групи живуть у морях, але є й прісноводніформи.

Найбільш типові представники:каулерпи (Caulerpa), кодіум (Codium), дазікладус (Dasycladus), ацетобулярія (Acetobularia).

Вкажіть риси подібності та відмінності жовто-зелених і зеленихводоростей:

Жовто-зелені водорості Зелені водорості хлоропласти

Хлоропласт має типове для охрофітов будова. Зазвичай в клітціприсутній кілька зелених або жовто-зелених дископодібних пластид. Їх забарвленняпов'язана з отстуствіем фукоксантина, відповідального за золотистий і коричневий коліру інших охрофітових. З каротиноїдів у трібофіціевих присутній О± - іОІ-каротини (переважають), вошеріаксантін, діатоксантін, діадіноксантін, гетероксантін,лютеїн, віолаксантін, неоксантіні ін Хлорофіли - a і c . У клітинахтрібофіціевих крім дископодібних зустрічаються пластиди та інших форм: пластинчасті,коритовідние, стрічкоподібні, чашоподібні, зірчасті та ін У небагатьох видів виявленіпіреноіди полупоргуженного типу. Вічко складається з ряду ліпідних глобул, розташованийна передньому кінці тіла в хлоропласті, орієнтований на базальне здуття джгутика.

За формою і розмірами хлоропласти зелених водоростей варіюють. У одноклітиннихпредставників вони часто чашовидної з потовщеним підставою. У нитчастих представниківможуть бути кільцеподібними, сітчастими, дисковидні, у вигляді спірально-закрученихстрічок та ін Хлоропласти містять один або кілька піреноідов. Піреноіди зануренів хлоропласт і пронизані тилакоїди. У хлоропластах тилакоїди згруповані по2-6 у вигляді пластин як у вищих рослин.

За своєю будовою хлоропласти зелених водоростей близькі до такиху вищих рослин. Пігменти - хлорофіли a і b , у деяких празінофіціевихприсутній хлорофіл c . З каротиноїдів завжди присутні: ОІ-каротин,лютеїн (найбільш важливий), зеаксантин, віолаксантін, антераксантін, неоксантін.У бріопсідових лютеїн може бути відсутнім або бути присутнім в невеликій кількості,і тоді найбільш важливими стають сіфоноксантін, лороксантін і сіфонеін, у деякихпразінофіціевих лютеїн може замінюватися празіноксантіном. Сіфоноксантін і лороксантінзустрічаються також у ряду видів кладофорових, сіфоноксантін у деяких Ulva .

Клітини деяких представників зелених водоростей ( Chlamydomonasnivales , Haematococcus pluvialis , Trentepohlia ) пофарбовані в червонийабо оранжевий кольори, що пов'язано з накопиченням поза хлоропласта каротиноїдних пігментівта їх похідних (раніше цей комплекс згадували як гематохром).

У деяких сифонових водоростей є безбарвні амилопластах, вяких відкладається крохмаль. Переважна більшість зелених водоростей містятьхоча б оди...н хлоропласт і здатні до автотрофного харчування. Але разом з тим середних є безбарвні представники - облігатні гетеротрофи, такі як Prototheca і Polytoma . Ряд зелених водоростей - міксотрофи і здатні поряд з фотосинтезомвикористовувати розчинені у воді органічні сполуки, такі, як цукру, амінокислотита інші невеликі молекули (осмотрофное поглинання), а також здатні до фаготрофномупоглинанню харчових частинок (ряд празінофіціевих).

Кільцеві молекули хлоропластной ДНК мають вигляд маленьких кульок(Нуклеоїд) і розподілені по всьому хлоропластів. ДНК ніколи не організовуєтьсяу вигляді єдиного кільцевого нуклеоида.

представники одноклітинні, колоніальні і багатоклітинні, переважно прісноводніорганізми рослин.

частин.і т.д.). особини. Зазвичай

, Блестянка гнучка, улотрикс, мікроцістіс, осціллаторіевие,вольвокс, Вошер, кладофора, вання, спірогіра, сценедесмус, хламідомонада, пандорина,спіруліна, лингбия, носток, Анаб, афанізоменонрівулярія, глеотріхія, стігонема,паранема, астазия, факус, трахеломанас, глеокапса, евглена, мерісмопедія хамесіфон,дермокарпа, прохлотрікс

Ламінарія Осціллаторіевие, анфельция, кладофора, фукус, цистозира,Прохлоронмерісмопедія, дермокарпаспіруліна, лингбия, Анабі, Афанізоменон, Рівулярія

Ульва цистозіри філофори Осціллаторіевие ацетабулярія каулерпи кладофорамакроцистіс порфіру Прохлорон мерісмопедія дермокарпа тріходесміум спіруліна лингбияРівулярія евтрепіція

Осціллаторіевие

Мастігокладус

плеврококк

Хлорела

Осціллаторіевие

глеокапса

Макроцистіс

Осціллаторіевие

глеокапса

Калотрікс

стігонема

Осціллаторіевие

лингбия

Вошер

Ххлорелла

глеокапса

носток

стігонема