Водоросли (Algae ) - низшие споровые одноклеточные, колониальные и многоклеточные растения, содержащие в клетках разные фотосинтезирующие пигменты и живущие преимущественно в воде. Это древнейшие и самые простые представители растительного мира. Среди водорослей на сегодня описано более 60 тыс. Видов, вместе с тем ожидаемое многообразие, по оценкам различных ученых находится в пределах 500 тыс. - 10 млн. Видов. Наука о водорослях называется альгология .

Строение тела. Водоросли могут иметь совершенно простое строение и совсем незначительные размеры, как диатомовые, или наоборот, огромные размеры и тканевую строение, как бури. Водоросли являются низшими растениями, поскольку их тело не содержит тканей и не расчленено на органы. Эти организмы живут в водной среде с растворенными питательными веществами, которые поглощают всей поверхностью тела. Поэтому в водорослей форуме стебли, листьев и корня, отсутствует ведущая система тканей, которая осуществляет в наземных растений транспортную функцию. Такое тело представляет собой слоевище (или таллом ) и у водорослей оно имеет разнообразную строение, форму, размеры, окраска и т. По строению тела водоросли делятся на одноклеточные (хламидомонада, хлорелла), колониальные (вольвокс, пандорина, педиаструм) или многоклеточные (ламинария, спирогира) организмы.

Особенности строения клеток. Клетки водорослей является эукариотическими и построены из таких частей, как поверхностный аппарат, цитоплазма и ядро. К поверхностному аппарата входит клеточная оболочка, образованная клеточной стенкой из целлюлозы, и матрикса с пектиновых веществ. Часто она ослизняется или минерализируется различными солями. Клеточные оболочки многих водорослей имеют поры, через которые осуществляется связь со средой, и выросты, которые поддерживают их тело в толще воды. В цитоплазме имеется один или несколько хлоропластов очень разнообразной формы (звездчатая, веретенообразная, лентовидная, чашевидная и т.п.), у водорослей еще называют хроматофорами. Слово "хроматофор" в переводе с греческого звучит как "то, что приводит цвет". Они содержат пигменты и обеспечивают фотосинтез. В хроматофорах определенных видов водорослей располагаются пиреноиды - белковые тельца, в которых образуются и вокруг которых откладываются крахмальные зерна. Запасными веществами являются частью углеводы (крахмал, ламинарин, волютин, лейкозин) и жиры (масла), которые накапливаются и откладываются в виде включений в цитоплазме или пластидах. Есть одна большая или несколько маленьких вакуолей с клеточным соком. В пресноводных видов выполняют сократительную функцию и обеспечивают удаление избытка

Строение клетки хламидомонады: 1 - цитоплазма; 2 - клеточная стенка из целлюлозы; 3 - цитоплазматическая мембрана; 4 - хроматофор; 5 - пиреноиды; 6 - зерна крахмала; 7 - ядро; 8 - красный глазок (Стига ) ; 9 - сократительные вакуоли; 10 - жгутики.

воды. Во многих водорослей в хлоропласте (зеленые, золотистые, бурые) или за его пределами (евгленови) расположено красное или оранжевое глазок (стигма), которое улавливает и превращает свет, что необходимо для ориентации тела водоросли в пространстве. Общим признаком водорослей является наличие в хлоропластах фотосинтезирующих пигментов, которые обусловливают зеленый, красный, бурый, желто-зеленого цвета, маскируя при этом основной зеленый. Пигменты - это органические вещества, которые избирательно поглощают определенные лучи света. Важнейшее значение для фотосинтеза имеют зеленые пигменты - хлорофиллы. В водорослей является хлорофиллы a, b, с, d, е, которые определяют зеленый цвет, каротиноиды (каротин и ксантофиллы ) - желтый, оранжевый, фикобилины (фикоциан, фикоэритрин ) - синий, красный. Окраска водорослей является приспособлением к жизни на разной глубине в воде.

Водоросли сочетают в два подцарства в пределах царства Растения.

Отдела: пирофитовые, Золотистые, Диатомовые, Бури, эвглены, Зеленый, Харовые и др.

Итак, самыми общими для всех водорослей признаками строения является таломна телосложение, наличие фотосинтезирующих пигментов, среди которых обязательными и хлорофиллы, и ряда специфических органелл клетки: хроматофоров, пиреноиды, ячеек и др.

Водоросли - большая группа древнейших растений. Строение их тела и размеры характеризуются огромным разнообразием. Существуют микроскопических размеров одноклеточные, многоклеточные и колониальные формы (в 1-2мкм) и крупные, с различным строением слоевища, достигающие 30-45м. Рассмотрим общую характеристику водорослей.

Общим свойством всех водорослей является наличие хлорофилла. Кроме хлорофилла водоросли могут содержать и другие пигменты (фикоциан, фикоэритрин, каротин, ксантофилл, фикоксантин). Эти пигменты придают водорослям красную, бурую, желто-зеленую окраску, маскируя основную зеленую.

Общая характеристика

Питание . Наличие пигментов в клетках водорослей обеспечивает аутотрофный тип питания. Однако многие водоросли обладают способностью в определенных условиях переключаться на гетеротрофное питание (эвгленовые - в темноте) либо сочетают его с фотосинтезом.

Классификация водорослей . Количество видов водорослей превышает 40тыс. Однако классификация их не завершена, так как не все формы достаточно хорошо изучены. У нас в стране принято деление водорослей на 10 отделов: синезеленые, пирофитовые, золотистые, диатомовые, желтозеленые, бурые, красные, эвгленовые, зеленые, харовые. Наибольшим числом видов представлены зеленые (13-20 тыс.) и диатомовые (10 тыс.).

Деление водорослей на отделы совпадает обычно с их окраской, связанной, как правило, с особенностями строения клеток и слоевища.

Строение клеток водоросли . Водоросли - единственная группа организмов, среди которых встречаются прокариоты (синезеленые) и эукариоты (все остальные). В ядрах эукариотических водорослей выявлены все структуры, свойственные ядрам других эукариот: оболочки, ядерный сок, ядрышки, хромосомы.

Строение, состав и свойства остальных клеточных компонентов у водорослей характеризуется большим разнообразием. В процессе эволюции естественный отбор сохранил наиболее перспективные формы, в том числе такой тип клеточной организации, который позволил растениям перейти к наземному образу жизни.

Размножение водорослей бывает вегетативным, бесполым (с помощью спор) и половым. У одного и того же вида в зависимости от условий и времени года способы размножения различны. При этом наблюдается смена ядерных фаз - гаплоидной и диплоидной.

Условия жизни и места обитания водорослей . Благоприятными условиями существования водорослей являются: наличие света, источников углерода и минеральных солей, а основной средой обитания для них служит вода. Большое влияние на жизнь водорослей оказывают температура, соленость воды и др.

Большинство водорослей - обитатели пресных и морских водоемов. Они могут населять толщу воды, свободно плавать в ней, образуя фитопланктон, либо поселяются на дне, прикрепляясь к разнообразным предметам, живым и мертвым организмам, образуя фитобентос. Заселяют водоросли и горячие источники, а также водоемы с повышенной соленостью.

По современной системе растительный мир разделен на два подцарства: низшие и высшие растения. К низшим растениям, которые возникли около 2 млрд лет назад, относятся наиболее просто устроенные представители растительного мира.

Содержание урока:

1. Водоросли - низшие растения. Общая характеристика.

По современной системе растительный мир разделен на два подцарства: низшие и высшие растения.

К низшим растениям , которые возникли около 2 млрд лет назад, относятся наиболее просто устроенные представители растительного мира.

Характерной особенностью этой группы организмов является то, что:

• их тело не расчленено на вегетативные органы (корень, стебель, лист) и представлено талломом, или слоевищем ,
• у них отсутствуют ткани,
• органы полового и бесполого размножения, как правило, одноклеточные.

Низшие растения — водоросли и лишайники — широко распространены в природе и играют исключительно важную роль в общем круговороте веществ.

Как и говорит само их название,— это растения, обитающие в воде.

Однако это не совсем так. Водоросли способны жить и размножаться в таких условиях, которые на первый взгляд кажутся совершенно не пригодными для обитания. Некоторые водоросли вышли на сушу, eсть виды водорослей, обитающие в качестве симбионтов внутри организма некоторых животных и растений.

Не стоит забывать, что существуют и высшие растения, например, кувшинка или лотос, живущие в воде, однако к водорослям они не относятся.

Подводя итог, можно сказать, что термин "водоросль" сам по себе удобен, но его применение в систематике вносит ненужные осложнения.

Места обитания. Пресные, соленые водоемы, кора деревьев, влажные участки почвы.

Основная масса их обитает в морях, океанах, реках, ручьях, болотах - везде, где есть вода. Однако многие виды встречаются и на поверхности почвы, на скалах, в снегу, горячих источниках, соленых водоемов, где концентрация соли достигает 300 граммов на литр воды, и даже… в волосах ленивцев, обитающих во влажных лесах Южной Америки, и внутри волос белых медведей, живущих в зоопарках. У белых медведей волосы внутри полые, и там поселяются хлореллы вульгарис. При массовом развитии водоросли «окрашивают» животных в зеленый цвет. Однако жизнь всех этих растений связана с водой, они могут легко переносить пересыхание, промерзание, но стоит появиться достаточному количеству влаги, как поверхность предметов покрывается зеленым налетом.

Есть виды водорослей, обитающие в качестве симбионтов внутри организма некоторых животных и растений . Всем известный лишайник — пример симбиоза гриба и водоросли.

Наземные, или, как их еще называют, воздушные водоросли, можно встретить на стволах деревьев, скалах, крышах домов, заборах . Эти водоросли обитают везде, где есть хоть малейшее постоянное увлажнение дождем, туманом, брызгами водопадов, росой. В засушливые периоды водоросли высыхают настолько, что легко крошатся. Произрастая на открытых участках, они днем сильно прогреваются на солнце, ночью охлаждаются, а зимой промерзают.

На ледниках, снежниках, льдах нередко поселяются холодолюбивые водоросли . В этих условиях они размножаются иногда настолько интенсивно, что окрашивают поверхность льда и снега в самые разнообразные цвета — красный, малиновый, зеленый, синий, голубой, фиолетовый, бурый и даже… черный — в зависимости от преобладания тех или иных холодолюбивых водорослей.

Водоросли развиваются и в озерах, где соленость настолько велика, что соль выпадает из насыщенного раствора. Очень высокую соленость переносят лишь немногие водоросли.

Значительная часть водорослей обитает в почве . Наибольшее их число встречается на поверхности почвы и в самом верхнем ее слое, куда проникает солнечный свет. Здесь они живут за счет фотосинтеза. С глубиной их численность и видовое разнообразие резко снижаются. Наибольшая глубина, на которой были обнаружены жизнеспособные водоросли, 2 метра. Ученые считают, что туда их заносит вода или почвенные животные. В таких неблагоприятных условиях водоросли способны переходить на питание растворенными органическими веществами.

Количество видов. Известно более 40 тысяч видов водорослей, которые объединяются в два подцарства — Багрянки и Настоящие водоросли.

Подцарство Багрянки

ОТДЕЛЫ:

• Красные водоросли

Подцарство Настоящие водоросли

Подразделяются на несколько обособленных отделов, 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

ОТДЕЛЫ:

• Харовые водоросли
• Золотистые водоросли
• Диатомовые водоросли
• Бурые водоросли

2. Одноклеточные водоросли. Особенности строения и жизнедеятельности.

Зеленые водоросли — водоросли зеленого цвета. Одноклеточные водоросли(хламидомонада, хлорелла) - одна клетка, покрытая оболочкой, внутри ядро, несущее наследственную информацию, цитоплазма (вязкая полужидкая масса, связывающая все органоиды клетки) и хроматофор с хлорофиллом.

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. Хлорелла - еще более мелкая водоросль, чем хламидомонада, без сократительных вакуолей и без глазка.

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 эндоплазматический ретикулум, митохондрии, аппарат Гольджи, рибосомы, одно или несколько ядер.

В клетках водорослей из органелл особенно заметны хроматофоры (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, дисковидными 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 половым и бесполым путем.

Бесполое размножение осуществляется специ-альными клетками — спорами и зооспорами , которые образуются в особых органах или внутри вегетативных клеток. Споры непод-вижны, а зооспоры могут передвигаться с помощью жгутиков. Те и другие покрыты оболочкой и образуются в большом количестве. Зооспоры чаще всего не отличаются от вегетативных клеток, из ко-торых построено тело организма; после непродолжительного движе-ния они теряют жгутики и прорастают в новую водоросль, как и обычные споры.

Как правило, бесполым способом водоросли размножаются, в благоприятных условиях . При ухудшении условий существова-ния (высокая или низкая температура, накопление продуктов обме-на в среде обитания при высокой плотности заселения, загрязнение водоемов) они приступают к половому размножению.

Колониальные водоросли. Вольвокс. Переход к многоклеточности

В прудах и озерах можно найти плавающие в воде зеленые округлые организмы диаметром до 1 мм. Это вольвокс.

Под микроскопом видно, что каждый такой шарик состоит из множества (около 1000) клеток. Основная масса шарика - это полужидкое студенистое вещество. Клетки погружены в него у самой поверхности, так что жгутики торчат наружу. Благодаря движению жгутиков вольвокс перекатывается в воде ("вольвокс" означает "катящийся").

Каждая клетка вольвокса выглядит как самостоятельное простейшее, но все вместе они образуют колонию, так как соединены друг с другом цитоплазматическими мостиками. Этим объясняется согласованная работа жгутиков всей колонии.

При размножении вольвокса некоторые клетки погружаются вглубь колонии. Там они делятся, образуя несколько новых молодых колоний, которые выходят из старого вольвокса наружу.

3. 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.

1. Улотрикс. 2. Нить улотрикса под микроскопом.

3. Кодиум. 4. Ульва (морской салат).

5. Спирогира под микроскопом.

Отдел Бурые водоросли

Включает в себя 1500 видов (3 класса), большинство из которых - морские организмы . Отдельные экземпляры бурых водорослей могут достигать в длину 100 м.

Они образуют настоящие заросли, например, в Саргассовом море.

У некоторых бурых водорослей, например, ламинариевых, наблюдается дифференциация тканей и появление проводящих элементов .

Многоклеточные слоевища своей характерной бурой окраской (от оливково-зелёной до тёмно-бурой) обязаны пигменту фукоксантину , который поглощает большое количество синих лучей, проникающих на большую глубину.

Таллом выделяет много слизи, заполняющей внутренние полости; это препятствует потере воды.

Ризоиды либо базальный диск настолько плотно прикрепляют водоросль к грунту, что оторвать её от субстрата чрезвычайно сложно.

У многих представителей бурых водорослей имеются специальные воздушные пузыри , позволяющие плавающим формам удерживать слоевище на поверхности, а прикреплённым (например, фукусу) - занимать вертикальное положение в толще воды.

В отличие от зелёных водорослей, многие из которых растут по всей длине, у бурых водорослей есть верхушечная точка роста .

Представитель - ламинария.

(морская капуста) — съедобная водоросль, относящаяся к классу бурых морских водорослей.

С незапамятных времён она используется в питании тех людей, кто живет рядом с морем. Также её использовали и как удобрение, поскольку ламинария содержит очень большой набор макро- и микроэлементов. Ламинария особенно богата йодом, который содержит в органической форме, что влияет на её усвоение организмом человека. Поэтому ламинария способна регулировать работу щитовидной железы.{/spoiler}

Отдел Красные водоросли или Багрянки

Красные водоросли, или багрянки (Rhodophyta) обладают характерной красной окраской, обусловленной наличием пигмента фикоэритрина . У некоторых форм окраска тёмно-красная (почти чёрная), у других розоватая.

Морские (реже пресноводные) нитевидные, листовидные, кустистые или корковые водоросли с очень сложным половым процессом. Багрянки обитают преимущественно в морях, иногда на большой глубине, что связано со способностью фикоэритрина использовать для фотосинтеза зелёные и синие лучи, глубже других проникающие в толщу воды (максимальная глубина 285 м, на которой обнаружены красные водоросли, - рекорд для фотосинтезирующих растений).

Некоторые красные водоросли обитают в пресной воде и почве.

Около 4000 видов делятся на два класса. Из некоторых багрянок добывают агар-агар и другие химические вещества, порфира используется в пищу.

Красные водоросли. Порфира (Porphyra).

Красные водоросли. Родимения (Rhodymenia).

4. 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 ис-точник органи-ческого веще-ства в водоемах;
• участвуют в самоочище-нии естест-венных и сточных вод;
• индикаторы за-грязнения и засоления;
• участвуют в круговороте кальция и кремния в поч-вообразовании;

В жизни человека:

Важнейшие компоненты экосистем: пищевые, дие-тические про-дукты, источники сы-рья для полу-чения ве-ществ, необхо-димых в отрас-лях промыш-ленности (фармакологической, бумажной, текстильной), применяются в качестве удобрений.

В отличие от высших растений, целиком и полностью характеризующихся одним листостебельным типом строения (другая структура у них вызвана вторичным упрощением), водоросли в пределах слоевцового типа строения обнаруживают исключительное морфологическое разнообразие. Тело водорослей, как уже упоминалось, может быть всех четырех степеней сложности, вообще известных для организмов,- одноклеточным, колониальным, многоклеточным и неклеточным. Размеры их в пределах каждой из этих форм отличаются огромным диапазоном - от микроскопических до очень крупных. Так, некоторые виды одноклеточной сине-зеленой водоросли синехоцистис (Synechocystis) едва достигают 1 мкм, одноклеточные зеленые водоросли из рода хлорелла (Chlorella) могут быть в 2 мкм, а длина клеток, образующих междоузлия в стеблевидных талломах харовых водорослей, часто составляет 15-20 см.

Однако самыми крупными размерами отличаются многоклеточные морские бурые водоросли, слоевища которых у отдельных видов, например у макроцистиса (Macrocystis pyrifera), могут достигать в длину 30-45 м.

Водоросли поражают многообразием своего внешнего облика. Вместе с тем все это исключительное многообразие имеет в своей основе несколько хорошо обособленных типов морфологической структуры, являющихся выражением главнейших ступеней морфологической дифференциации тела водорослей в процессе эволюции. Важно отметить, что эти ступени то в большей, то в меньшей степени повторяются в разных отделах водорослей, что свидетельствует об известном параллелизме эволюционного развития в пределах этих отделов.

В настоящее время различают 9 основных типов морфологической структуры тела водорослей. Из них 4 относятся к одноклеточным формам, 1 - к неклеточным, остальные 4 - к многоклеточным (колониальные формы, будучи существенным этапом на пути усложнения организации водорослей, все же являются лишь разновидностью одноклеточного строения).

1. Амебоидная структура представлена одноклеточными организмами, лишенными твердой клеточной оболочки и постоянной формы тела (рис. 15). Такие организмы, выпуская псевдоподии, способны совершать ползающие движения, подобно простейшим животным - амебам. Псевдоподии часто бывают длинными и тонкими, и тогда их называют ризоподиями (отсюда другое название этой структуры - ризоподиальная). Иногда несколько клеток подобного строения соединяются своими ризоподиями или даже сливаются в плазмодии.

Амебоидное строение могут временно приобретать некоторые одноклеточные водоросли, обладающие жгутиками (монадная структура, см. ниже), путем сбрасывания их или втягивания внутрь. Амебоидная структура свойственна ряду представителей пирофитовых, золотистых и желто-зеленых водорослей.

Амебоидная структура является наипростейшим типом строения одноклеточного организма, и есть все основания считать, что в процессе эволюции она была самым первым этапом при возникновении клеточного уровня жизни. Это не исключает, однако, того, что в некоторых случаях у современных водорослей она может быть следствием вторичного упрощения строения монадных форм.

2. Монадная структура свойственна одноклеточным организмам с твердой клеточной оболочкой или достаточно прочным перипластом и характеризуется наличием у таких клеток одного, двух или нескольких жгутиков, с помощью которых они активно двигаются в воде (рис. 16). Некоторые монадные формы вторично лишены жгутиков, и тогда, как правило, их тело способно менять свою форму (метаболия).

Монадная структура очень широко распространена в мире водорослей - она свойственна многим представителям в отделах пирофитовых, золотистых, эвгленовых, желто-зеленых и зеленых водорослей, причем у первых трех она является преобладающей.

Среди водорослей этого уровня организации часто встречаются колониальные формы, представляющие собой собрание отдельных клеток монадного строения, объединенных слизью в одно целое. Форма таких колоний и строение слизи у разных водорослей могут существенно различаться; в некоторых случаях клетки бывают связаны друг с другом плазмодесм а м и.

У большинства колониальных форм монадного строения клетки внутри колоний не обнаруживают различий, только у немногих из них наблюдается разделение на вегетативные, отличающиеся меньшими размерами, и на более крупные, служащие для размножения (например, у вольвокса и плевдорины из отдела зеленых водорослей).

Наконец, у многих водорослей во всех отделах, за исключением сине-зеленых и красных, независимо от структуры талломов в вегетативном состоянии, монадным строением обладают подвижные воспроизводительные клетки, служащие для бесполого размножения (зооспоры), а при наличии полового процесса - и гаметы (мужские, а в некоторых случаях и женские).

Монадная структура многими альгологами принимается за первичную и исходную в филогенезе водорослей, однако имеется достаточно веских оснований считать ее вторичной, образовавшейся из амебоидной. Во всяком случае, несомненно, что монадная структура в процессе эволюции водорослей оказалась весьма прогрессивной и сохранилась у них на стадиях размножения вплоть до наиболее сложно организованных форм.

3. Коккоидная структура характеризуется отдельными клетками, снабженными твердой оболочкой и в вегетативном состоянии постоянно лишенными жгутиков или псевдоподиев (рис. 17). Вследствие такого устройства водоросли коккоидной структуры не способны к активному движению (исключение составляют только десмидиевые и диатомовые водоросли, но аппарат движения у них совершенно другой - выделение слизи), они или свободно живут и могут лишь пассивно переноситься водой, или прикрепляются к субстрату. Форма таких клеток необычайно разнообразна - от простой шаровидной до самой причудливой; оболочка у них гладкая или с различными выростами, цельная или пористая и т. д. Многим водорослям коккоидной структуры свойственно образование колоний различной формы, со слизью или без нее.

Коккоидная структура чрезвычайно широко распространена у водорослей и в большей или меньшей степени наблюдается во всех отделах, где имеются одноклеточные формы. В отделе диатомовых водорослей, очень многочисленных и широко распространенных, она является единственной.

В эволюционном отношении коккоидная структура интересна как такая ступень морфологической дифференциации водорослей, на основе которой стало возможно возникновение многоклеточных талломов.

4. Пальмеллоидная структура представляет собой усложненный вариант коккоидной структуры, выражающийся в образовании водорослями достаточно крупных, преимущественно прикрепленных к субстрату слизистых тел определенной формы, содержащих внутри множество коккоидных клеток (рис. 18). Клетки объединяются в этой слизи чисто механически и плазматических связей не имеют. Такое строение широко распространено среди водорослей, но о пальмеллоидной структуре говорят лишь тогда, когда оно является постоянной формой их вегетативного роста; если же только временной стадией, то тогда его называют пальмеллевидным состоянием.

В пальмеллевидное состояние могут переходить многие одноклеточные подвижные и неподвижные водоросли (преимущественно при наступлении неблагоприятных условий); в меньшей степени оно наблюдается у водорослей иной структуры. Образующиеся при этом слизистые тела не достигают крупных размеров и не имеют определенной формы.

5. Нитчатая структура , как следует из названия, представлена талломами, состоящими из нескольких, нередко очень многих клеток, расположенных в форме нити. Нити могут быть простыми и разнообразно ветвящимися, свободноживущими, прикрепленными и объединенными в слизистые колонии (рис. 19).

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 паличие 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.

В простейших случаях талломы нитчатой структуры слагаются из одного ряда клеток, вполне подобных друг другу. Наряду с этим многочисленны водоросли, у которых нити изменяются к концам - утончаются, или расширяются, или имеют конечные клетки, отличающиеся по форме от остальных. Различия в строении концов нитей бывают наиболее отчетливыми при прикрепленном образе жизни, определяющем полярность нити. При этом нередко нижняя клетка превращается в ризоид или с т о п у, а к вершине нити меняется форма клеток.

Рост нитчатых талломов происходит по-разному. Если способностью делиться обладают все клетки нити, то рост называют диффузным. В других случаях делятся не все клетки, а только часть их, и тогда рост нити происходит в определенных ее участках, называемых зоной роста или меристемальной зоной. В зависимости от положения меристемальной зоны на нити различают, кроме диффузного, еще три типа роста: интеркалярный, если зона роста расположена в средней части нити (обычно ближе к ее вершине), апикальный рост, осуществляемый делением преимущественно конечных клеток, и базальный рост, происходящий за счет деления клеток, расположенных у основания нити.

Нитчатая структура в эволюционном отношении интересна как исходная ступень для образования ряда более сложных многоклеточных структур, присущих многим водорослям, которые могут быть правильно поняты только как производное нити.

6. Разнонитчатая структура (иногда ее называют гетеротрихальной). Талломы данной структуры, будучи нитчатыми в своей основе, подразделяются на две части: стелющуюся по субстрату, горизонтальную, и прямо стоящую, вертикальную (рис. 20). В исходном варианте горизонтальная часть состоит из ветвящихся, обычно тесно расположенных нитей, которые или отчетливо различимы, или полностью смыкаются в сплошную псевдопаренхиматическую клеточную пластинку, нарастающую по периферии и уже не имеющую следов нитчатого строения. Вертикальную часть образует одна или многие, часто ветвящиеся нити, на которых обычно развиваются органы размножения.

В результате вторичных изменений - редукции или чрезмерного развития одной из этих частей - такое строение может резко нарушаться, что в некоторых случаях приводит к полной утрате характерных черт разнонитчатого строения. Так, при тесном соединении горизонтально расположенных нитей и более или менее полном исчезновении вертикальных нитей (иногда они сохраняются только в форме волосков) слоевище приобретает форму простого однослойного диска, целиком прикрепленного к субстрату.

В других случаях педоразвивается или полностью выпадает горизонтальная часть слоевища, тогда как вертикальные нити оказываются сильно развитыми и хорошо дифференцированными.

Разнонитчатая структура в том или ином выражении представлена в отделах сине-зеленых, зеленых, золотистых, бурых и красных водорослей, где она является или постоянной формой существования, или временным состоянием.

7. Пластинчатая структура характеризуется многоклеточными слоевищами в форме пластинок, состоящих из одного, двух или нескольких слоев клеток (рис. 21). Образование их всегда начинается с нити и происходит в результате продольного деления клеток, составляющих нить. Если возникающие продольные перегородки располагаются строго в одном направлении, то пластинка сохраняется однослойной; при возникновении перегородок, параллельных первоначальной пластинке, образуется два и более клеточных слоев. Двухслойные пластинчатые слоевища у некоторых водорослей еще на начальных стадиях их формирования превращаются в трубку или мешок вследствие расхождения слоев в середине при сохранении их связи по краям. В результате этого внутри образуется полость, а стенки становятся однослойными. Трубчатые слоевища по мере разрастания могут ветвиться.

Пластинчатые водоросли растут либо свободно распростертыми по субстрату, либо прикрепленными к нему в одном месте края пластинки. Они хорошо представлены в отделах зеленых, бурых и красных водорослей.

8. Сифональная структура представляет собой особый тип строения, свойственный только некоторым водорослям и нередко называемый неклеточным. Отличительной чертой его является отсутствие внутри слоевищ клеточных перегородок при наличии большого количества ядер. Такие слоевища иногда достигают довольно крупных размеров, а внешнее их расчленение может быть очень сложным (рис. 22).

Пресноводные водоросли сифональной структуры имеют вид или слабоветвящихся нитей, различимых простым глазом, или шаровидных телец размером с булавочную головку, снабженных разветвленными ризоидами. Сифональпые представители морских водорослей отличаются большим разнообразием внешнего облика и подчас очень сложным расчленением слоевищ, принимающих у некоторых видов подобие деления на стебли, листья и корни. У таких сложных форм внутри обычно образуются впячивания стенок, придающие всему сифону механическую прочность.

Сифональная структура хорошо выражена в отделах зеленых и желто-зеленых водорослей. Предположения о путях ее образования до сих пор еще различпы. Можно допустить независимое происхождение ее двумя путями: от водорослей коккоидной и нитчатой структуры, т. е. в результате усложнения одноклеточного и упрощения многоклеточного строения.

9. Харофитная структура , свойственная только харовым водорослям (отдел Charophyta), характеризуется крупными многоклеточными слоевищами линейно-членистого строения, состоящими из главного побега с ветвями и отходящими снизу ризоидами и сидящих на нем мутовками членистых боковых побегов, у некоторых форм ветвящихся (рис. 23). Места расположения мутовок на главном побеге называют узлами, части главного побега между узлами - междоузлиями. Междоузлия и членики боковых побегов всегда образованы только одной сильно вытянутой клеткой, но у многих видов рода хара (Chara) эти клетки снаружи обрастают еще одним слоем линейно расположенных дополнительных клеток, слагающих так называемую кору.

Харофитная структура настолько своеобразна, что пути ее возникновения до сих пор остаются неясными, а в эволюционном отношении она является, несомненно, тупиковой.

Большая советская энциклопедия

Фазы митоза Митоз (греч … Википедия

Земля - (Earth) Планета Земля Строение Земли, эволюция жизни на Земле, животный и растительный мир, Земля в солнечной системе Содержание Содержание Раздел 1. Общая о планете земля. Раздел 2. Земля как планета. Раздел 3. Строение Земли. Раздел 4.… … Энциклопедия инвестора

Экологическая группа и условия обитания

Отдел бурые водоросли (Phaeophyta) насчитывает около 1500 видов.

Бурые водоросли обитают практически только в морях (в пресных водоемах встречается всего несколько видов). Глубина обитания относительно небольшая , для большинства видов — 5-15 м, но некоторые виды распространены до глубины 40-100 м и даже 200 м. Бурые водоросли входят в экологическую группу бентосных (донных) организмов.

Строение бурых водорослей

Предшественниками хлоропластов бурых водорослей считаются бактерии, близкие к Heliobacterium chlorum. Основной фотосинтетический пигмент — хлорофилл а, вспомогательные — каратиноиды, в том числе бурый фукоксантин и желтые ксантофиллы. Вспомогательные пигменты бурых водорослей расширяют спектр поглощаемого ими света в сине-зеленой области.

Запасное вещество - близкий к крахмалу растворимый углевод ламинарии.

Слоевище (таллом) — только многоклеточное. Крупные, иногда многометровые слоевища бурых водорослей удерживаются на плаву благодаря расположенным в талломе воздушным пузырькам. У многих представителей бурых водорослей наметилась дифференцировка тканей. Внутри слоевища проходят сосудистые пучки , напоминающие флоэму высших растений. Появление сосудистой системы связано с необходимостью транспорта питательных веществ но многометровому слоевищу — от верхних, фотосинтезирующих, частей растения к нижним, у которых условия для фотосинтеза хуже.

Рис. Строение бурых водорослей

Размножение

У бурых водорослей встречаются вес формы полового размножения изогамия, гетерогамия и оогамия. Имеет место чередование поколений, обычно гетероморфных. Бесполое размножение — зооспорами и кусочками слоевища (вегетативное размножение).

Значение бурых водорослей

Бурые водоросли образуют на относительно небольшой глубине целые «подводные леса», окружающие сплошной стеной побережья всех морей и океанов обоих полушарий. Эти «подводные леса» служат источником пищи, укрытием и местом размножения для огромного числа морских обитателей, в том числе и для многих промысловых рыб. После отмирания водоросли образуют детрит, являющийся кормом для планктонных организмов.

Бурые водоросли распространены повсеместно, однако самые крупные виды встречаются в морях умеренных и северных широт.

Рис. 1. Бурые водоросли: а) макроцистис (Macrocystus); в) саргассум (Sargassum); в) фукус (Fucus); г) ламинария (Laminaria)

Типичные представители отдела

В дальневосточных морях широко распространена бурая водоросль ламинария (морская капуста), длина слоевища которой составляет 5-6 м. Морская капуста используется в пищу народами Юго-Восточной Азии.

На Тихоокеанском побережье Южной Америки встречается гигантская бурая водоросль макроцистис. Ее громадное слоевище достигает в длину 50-60 м. Интересно, что вырастает оно всего за один сезон.

На литорали (обнажающейся при отливе части дна) северных морей обширные заросли образует фукус (длина слоевища до 2 м).

Для Южной Атлантики (Саргассово море) характерны огромные скопления бурой водоросли саргассума. «Саргассо» по-испански означает «виноград», и действительно, группы воздушных пузырьков, удерживающих на плаву слоевище этих водорослей, напоминают виноградные гроздья. Виды саргассума, обитающие в Саргассовом море, — единственные бурые водоросли, плавающие по поверхности воды, а не прикрепленные к дну.

Хозяйственное значение

Клетки бурых водорослей покрыты поверх целлюлозной оболочки слоем особого углевода — пектина, состоящего из альгиновой кислоты или ее солей (альгинатов). При смешении с водой (в соотношении 1:300) альгинаты образуют вязкий раствор.

Альгинаты используются чрезвычайно широко:

• в пищевой промышленности (при получении мармеладов, соков, пастилы и т.д.);
• в парфюмерии (изготовление кремов, паст, гелей и т.д.);
• в медицине и фармацевтической промышленности (при изготовлении мазей, паст, растворимых хирургических нитей);
• в химической промышленности (при производстве лаков, красок, клеящих веществ, не теряющих своих качеств при замораживании и размораживании; пластических масс, пластификаторов, синтетических волокон);
• в книгопечатании (для улучшения качества печати);
• альгинаты делают невыцветающими и непромокаемыми натуральные ткани, их используют для улучшения качества формовочной земли в литейном деле, для изготовления электродов (повышающих качество сварных швов) и во многих других отраслях народного хозяйства.

Из бурых водорослей получают шестиатомный спирт маннит , применяемый в качестве кровезаменителя, как лекарство при лечении диабета, а также в легкой и химической промышленности (при производстве бумаги, лаков, красок, взрывчатых веществ и для выделки кожи).

Бурую водоросль ламинарию (морскую капусту) употребляют в пищу.

Бурые водоросли используют и как лекарство: в качестве мягкого слабительного, при лечении заболеваний сосудов, а также в качестве источника йода и микроэлементов при заболеваниях щитовидной железы. Йод впервые был получен именно из бурых водорослей, и в прошлом они были основным сырьем для его производства. В настоящее время масштабы этого производства резко сократились в связи с появлением более рентабельных источников получения йода.

Бурые водоросли могут быть использованы в качестве индикаторов месторождений золота , поскольку способны накапливать его в клетках слоевища.

Бурые водоросли используются и в сельском хозяйстве — в качестве удобрения и на корм скоту.