Сверлящие и туфообразующие водоросли

Отдельного рассмотрения заслуживают чрезвычайно интересные и своеобразные водоросли, обладающие способностью внедряться в субстрат или отлагать его вокруг себя. И в том и в другом случае жизнь этих водорослей связана с известью. Они встречаются как в субстратах, погруженных в воду, т. е. относятся собственно к бентосу, так и вне воды, включаясь тем самым в группировку наземных водорослей, но в обоих случаях отличаются своеобразным «активным» отношением к субстрату.

Водоросли, внедряющиеся внутрь известкового субстрата, получили название «сверлящих».

Все сверлящие водоросли — микроскопические организмы. Основная их особенность состоит в том, что, поселившись сначала на поверхности известкового субстрата, они постепенно внедряются в глубь его, где и разрастаются. В процессе жизнедеятельности сверлящие водоросли выделяют органические кислоты, которые растворяют находящуюся под ними известь. Иными словами, сверлящие водоросли разрушают известковый субстрат, в котором они поселяются.

Прямо противоположный процесс — процесс созидания известковых пород — осуществляют водоросли, способные выделять известь. Они встречаются в воде и в наземных местообитаниях, в морях и пресных водоемах, в холодных и горячих водах.

Пребывание водорослей внутри известкового субстрата не всегда благоприятно отражается на их жизнеспособности. У мощных туфообразователей, как уже было сказано, окончательно погрузившиеся в известь особи обычно отмирают, так как оказываются совершенно изолированными от окружающей среды. Однако при достаточно интенсивном размножении эти водоросли сохраняются живыми в поверхностных слоях отложений, где еще возможен обмен веществ. Другое дело — сверлящие водоросли. Проникая внутрь субстрата, они сохраняют связь с наружной средой через те каналы, которые они образовали.

 

Значение в природе зеленых водорослей

1. Они являются важной цепочкой в пищеварении молодых рыб, зоопланктона.

 2. Зеленые водоросли в большом количестве снабжают водную среду кислородом.

3. Играют роль биологического фильтра для очистки воды – клетки зеленой водоросл всасывают органические вещества, растворенные в воде через оболочку клетки.

4. Некоторые зеленые водоросли вступают с червями, инфузориями и гидрами в симбиоз. Таким образом, они снабжают своего носителя хлоропластами. А молюски, питаясь такими водорослями, обогащают клетки дыхательной полости хлоропластами, которые находясь в чужом теле, эффективно фотосинтезируют.

Зеленые водоросли значение в жизни человека

 1. Зеленые протококковые водоросли содержат в себе питательные и другие ценные соединения, которые обладают высокопродуктивными свойствами. Благодаря минимальным затратам, которые тратятся на их выращивание, данный тип водорослей используется как сырье для получения хлорофилла, витаминов. Их используют в качестве кормов для сельскохозяйственных животных.

2. Нитчатые зеленые водоросли используются в промышленности — из них изготавливают прочную бумагу высокого сорта, получают этиловый и винный спирты, ацетон и тому подобное.

3. Некоторые виды используются населением ряда стран в пищу. Для этих целей, например, в Японии, специально культивируют Ulva и Enteromorpha.

4. Отдельные виды зеленых водорослей используют как продуценты физиологически активных веществ. Виды рода Haematococcus культивируют в промышленных масштабах для получения каротиноиды астаксантина, Botryococcus — для получения липидов.

 

1. Дайте определение Грибам. Общая характеристика. Деление на классы. Значение в природе и хозяйственной деятельности человека.

ГРИБЫ

Общая характеристика грибов

Наука о строении, жизнедеятельности, особенности циклов развития, экологии, географии и значении грибов называется микология. Предмет изучения – высшие и низшие грибы. Грибы – это обширная группа эукариотических гетеротрофных организмов, насчитывающая более 100 тыс. видов, занимающая особое положение в системе органического мира.

Клетка грибов имеет эукариотическое строение. В большинстве случаев покрыта твёрдой оболочкой – клеточной стенкой. У большинства грибов

основными                 полисахаридами, входящими в состав клеточных стенок, являются хитин и хитозан (у оомицетов – целлюлоза). У молодых клеток грибов оболочка тонкая, бесструктурная, бесцветная. С возрастом клетки, внутри образовываются новые слои оболочки, она темнеет за счёт пигмента меланина. Ядра мелкие, сферические, либо овальные. В клетке грибов присутствуют вакуоли, содержащие запасные питательные вещества – волютины, липиды, гликоген, жирные кислоты.

     У настоящих грибов имеются признаки, сближающие их с растениями: образование хорошо выраженной клеточной стенки; осмотрофное питание; размножение спорами; неподвижность в вегетативном состоянии; неограниченный рост; а также признаки, сближающие грибы с животными: первично гетеротрофный способ питания; наличие в клеточной стенке хитина; запасной продукт – гликоген; выделение продукта жизнедеятельности – мочевины; отсутствие пластид и неспособность к фотосинтезу; путь синтеза лизина через аминоадипиновую кислоту (у растений – через диаминопимелиновую кислоту). Кроме того, имеются и специфические признаки: способность к синтезу маннитола (за исключением зигомикотовых грибов), собственные ферментативные системы синтеза триптофана, отсутствие комплекса Гольджи и его замена видоизменениями эндоплазматического ретикулума. Вегетативное тело большинства грибов представляет собой мицелий, состоящий из ветвящихся нитей – гиф с апикальным (верхушечным) ростом и боковым ветвлением. Мицелий пронизывает субстрат и всей поверхностью поглощает из него питательные вещества (субстратный мицелий), а также располагается на его поверхности и может подниматься над субстратом (поверхностный и воздушный мицелий). На воздушном мицелии обычно образуются органы размножения.

     Различают неклеточный (несептированный, или ценоцитический мицелий) лишенный перегородок и представляющий как бы одну гигантскую клетку с большим числом ядер, и клеточный (септированный) мицелий, разделенный перегородками – септами на отдельные клетки, содержащие от одного до многих ядер. Для представителей отделов хитридиомикотовых и зигомикотовых характерен неклеточный мицелий. У представителей отделов аскомикотовых и базидиомикотовых мицелий клеточный, с настоящими септами, образующими упорядочение, синхронно делению ядер. Септа развивается центрипетально, т. е. от стенки гифы к ее центру. В центре септы остается пора, через которую перемещаются питательные вещества, а также клеточные органеллы. У некоторых грибов, например дрожжей, вегетативное тело представлено одиночными почкующимися или делящимися клетками. Если такие почкующиеся клетки не расходятся, образуется псевдомицелий. Некоторые примитивные грибы имеют одноклеточный таллом, иногда лишенный клеточной стенки. Такие одноклеточные талломы грибов способны развивать ризомицелий – разветвленные нитевидные структуры, лишенные ядер. При формировании плодовых тел и некоторых вегетативных структур гифы грибов плотно переплетаются, образуя ложную ткань – плектенхиму.

Основой вегетативного тела большинства грибов является мицелий, представляющий собой систему тонких ветвящихся нитей, или гиф, с апикальным ростом и боковым ветвлением. Различают мицелий не септированный (не клеточный), лишённый перегородок и представляющий собой как бы одну гигантскую клетку с огромным числом ядер, и септированный мицелий, разделённый септами (перегородками) на отдельные клетки. Отсутствие в мицелии септ является отличительным признаком низших грибов от высших.

Многие грибы используются как продуценты антибиотических веществ. В последнее время установлено, что подавляющее количество видов грибов образуют биологически активные вещества, ферменты, органические кислоты, витамины, в связи с чем они являются перспективными объектами медицинской промышленности и фармакологии.

Строение клетки. Клеточная стенка грибов содержит до 80–90 % полисахаридов, связанных с белками и липидами. Кроме того, в ее состав входят полифосфаты, пигменты, например меланины, и другие вещества. Микрофибриллярные скелетные компоненты кле- точной стенки состоят из хитина. Аморфный матрикс образован пре- имущественно глюканами с разными типами связей. Состав полисахаридов клеточной стенки специфичен для пред- ставителей крупных таксономических групп грибов. У хитридиоми- котовых, аскомикотовых и базидиомикотовых грибов в клеточных стенках содержатся хитин и глюканы. По этому признаку зигомико- товые резко отличаются от перечисленных отделов: клеточные стенки их мицелия содержат хитозан – полимер D-глюкозамина, но в них от- сутствуют глюканы. У грибов с дрожжеподобным талломом, вне за- висимости от их систематического положения количество хитина в клеточных стенках снижено, но содержатся маннаны – полимеры маннозы. В цитоплазме клеток настоящих грибов хорошо различимы рибо- сомы, митохондрии и типичные эукариотические ядра. Протопласт грибов окружен цитоплазматической мембраной – плазмалеммой. На границе между цитоплазмой и вакуолью также расположена мембра- на – тонопласт. Между тонопластом и плазмалеммой находится внутренняя мембранная система – эндоплазматическая сеть. Митохондрии настоящих грибов имеют пластинчатые кристы и сходны с митохондриями высших растений и животных. По современным представлениям типичный аппарат Гольджи от- сутствует, а его функцию выполняют различные видоизменения эндоплазматической сети. В растущих участках гиф в большом количе- стве содержатся пузырьки, или везикулы, происходящие от эндоплаз- матической сети. Они участвуют в транспорте веществ к месту синте- за клеточной стенки. В цитоплазме клеток грибов часто присутствуют микротельца – круглые или овальные мембранные структуры. Возможно, они иден- тичны или являются предшественниками лизосом или пероксисом – органелл, содержащих соответственно гидролитические ферменты или каталазу. В клетках грибов находится от одного до 20–30 ядер. Их размер обычно около 2–3 мкм. Они окружены оболочкой, состоящей из двух мембран. В нуклеоплазме содержатся ядрышко и хромосомы. При митотическом делении ядра ядерная оболочка часто сохраняется. В клетках грибов присутствуют многочисленные включения: гра- нулы гликогена, капли липидов. В вакуолях часто находятся гранулы белков и волютина. Подвижные клетки грибов – зооспоры и гаметы среди настоя- щих грибов характерны только для хитридиомикотовых. Жгутики на- стоящих грибов построены по типу, характерному для всех эукариот: их главный стержень (аксонема) состоит из двух одинарных цен- тральных микротрубочек, окруженных кольцом из девяти дублетов микротрубочек. Аксонемы у грибов соединяются с кинетосомой, или базальным телом, разными способами. У некоторых хитридиомико- товых передняя часть ядра и его бока окружены так называемым ядерным колпачком, а кинетосома почти полностью опоясана боль- шой полушаровидной митохондрией. Жгутики у настоящих грибов в отличие от псевдогрибов, бичевидные гладкие, расположены на зад- нем конце. На поверхности одиночных клеток некоторых грибов – спор го- ловневых и клеток дрожжей – обнаружены тонкие нитевидные струк- туры, названные фимбриями. Они имеют длину 0,5–10 мкм и тол- щину 6–7 нм. Предполагают, что фимбрии играют существенную роль в агрегации клеток. Грибы размножаются вегетативным, бесполым и половым путем

Грибы размножаются вегетативным, бесполым и половым путем.

При вегетативном размножении от мицелия отделяются неспециализированные его части, которые дают начало новому мицелию. Одной из форм вегетативного размножения можно считать и образование хламидоспор – толстостенных клеток, предназначенных для перенесения неблагоприятных условий. У дрожжей вегетативное размножение происходит путем почкования клеток.

Бесполое размножение происходит при помощи специализированных неполовых клеток (реже многоклеточных структур) – спор. Споры у грибов развиваются эндогенно – внутри спорангиев или экзогенно – на особых веточках мицелия – конидиеносцах. У зигомицетов в спорангиях развиваются неподвижные споры, называемые спорангиоспорами. Спорангии находятся на специализированных гифах – спорангиеносцах, поднимающихся над субстратом. Конидии, как и спорангиоспоры, – неподвижные споры, пассивно переносимые токами воздуха, каплями дождя, насекомыми и другими способами. Однако в отличие от эндогенных спорангиоспор они образуются на мицелии или его специализированных ветвях – конидиеносцах экзогенно. Известно несколько типов формирования конидий из конидиогенных клеток. Конидиеносцы грибов имеют весьма разнообразное строение, часто наблюдается их агрегация в коремии, ложа или образование полузамкнутых структур – пикнид, в которых развиваются конидиеносцы и конидии. Бесполое размножение при помощи конидий характерно для базидиомикотовых и аскомикотовых, в том числе и анаморфных, где бесполое размножение достигло максимального разнообразия.        

Половое размножение отмечено у всех групп грибов, кроме анаморфных, называемых также несовершенными грибами. Формы полового процесса у грибов разнообразны. Их можно разделить на три большие группы: гаметогамия, гаметангиогамия и соматогамия.

Экологические группы грибов

Почвенные грибы. Участвуют в минерализации органического вещества, образовании гумуса и т. п. В этой группе выделяют грибы, попадающие в почву только в определенные периоды жизни, и грибы ризосферы растений, живущие в зоне их корневой системы.

Специализированные почвенные грибы:

   копрофиллы - обитающие на почвах, богатых перегноем (навозные кучи, места скопления помета животных);

   кератинофиллы - обитающие на волосах, рогах, копытах животных;

   ксилофиты - грибы, разлагающие древесину, среди них различают разрушителей живой и мертвой древесины.

Домовые грибы - разрушители деревянных частей построек.

Водные грибы. Среди них можно выделить сапрофиты, живущие на растительных остатках, паразиты водных животных и растений, а также грибы, вызывающие обрастания деревянных частей судов, пристаней и т. п.

Грибы-паразиты растений и животных. К ним относится и группа микоризных грибов-симбионтов.

Грибы, развивающиеся на промышленных материалах (на металле, бумаге и изделиях из них).

 

Систематика грибов

В царстве Mycetalia выделяются два подцарства: Myxomycobionta (Миксомицеты, Слизевики) и Eumycobionta (Настоящие грибы).