Отдел Rhodophyta – Багрянки, или красные водоросли

Теоретические сведения

Отдел Rhodophyta – включает около 4000 (6000) видов, преимущественно морских, бентосных водорослей. Большинство представителей обитает на глубине 30-40 м., встречаются красныеводоросли и на глубине 100-200 м. Небольшая часть видов багрянок представлена одноклеточными или колониальными организмами; большинство представителей многоклеточные, имеют нитчатый, гетеротрихальный, псевдопаренхиматозный (состоящий из переплетенных нитей), реже пластинчатый талломы. Нарастание таллома происходит диффузно (у примитивных форм) или апикально (у эволюционно продвинутых форм). Багрянки обладают рядом отличительных особенностей, в связи с чем некоторые авторы рассматривают их в ранге подцарства (G. R. Saurders и M. H. Hommersand, 2004). В жизненном цикле отсутствуют монадные клетки (жгутиковые стадии). Клетка имеет жесткую клеточную оболочку, состоящую из микрофибрилл целлюлозы (иногда ксилан и галактан) и пектиновых веществ – кальциевые и магниевые соли пектиновых кислот (источники агар-агара). У многих багрянковых на клеточных стенках откладываются карбонаты кальция (например, семейство кораллиновые). Клетки бывают одноядерными и многоядерными; с одним или множеством двумембранных хлоропластов, с пиреноидом или без. Пигментный набор: хлорофилл а,  каротин и ксантофиллы, фикоэритрин (красный пигмент), фикоцианин и аллофикоцианин (синие пигменты). Благодаря красным и синим пигментам красные водоросли приспособлены к поглощению зеленых, фиолетовых и синих лучей, проникающих на большую глубину. Окраска таллома багрянок - желтая, зеленая или бурая у водорослей обитающих близко к поверхности воды; глубоководные формы меняют окраску от светло-розовой до темно-фиолетовой (почти черной), что связано с изменениями в соотношении фикоэритрина или фикоцианина. Запасное вещество – полисахарид багрянковый крахмал, откладывающийся в виде мелких зерен в цитоплазме; при реакции с йодом дает буро-красный цвет.

Размножение вегетативное, бесполое и половое. Бесполое размножение осуществляется за счет моноспор (образующихся в любой или практически любой клетке таллома) и тетраспор (образующихся в специализированных тетраспорангиях). Оба типа спор обладают эластичными оболочками и способны к амебоидному движению. Половой процесс – оогамия. Половые гаметы не имеют жгутиков и образуются в специализированных гаметангиях: женский – карпогон с трихогиной или без, мужской – антеридий (мелкие, собранные в группы клетки). Внутри антеридиев созревают спермации (неподвижные гаметы) переносимые токами воды. В карпогоне находится одна яйцеклетка, а трихогина участвует в улавливании спермация, который через нее попадает в карпогон и оплодотворяет яйцеклетку, с образованием зиготы. После этого половой процесс у разных видов багрянок имеет три основных пути развития.  У наиболее примитивных форм красных водорослей зигота без периода покоя претерпевает ряд митотических (или мейотических) делений с образованием карпоспор. Каждая, при благоприятных условиях, дает начало новому поколению. У более эволюционно продвинутых форм из оплодотворенного карпогона развиваются разветвленные гонимобластные нити, в каждой клетке гонимобластов образуется по одной карпоспоре, дающей начало новому спорофиту. Гонимобластные нити рассматривают, как особую диплоидную стадию в жизненном цикле багрянок – карпоспорофит. У наиболее эволюционно продвинутых форм гонимобластные нити развиваются от особых ауксилярных клеток образующихся в непосредственной близости от карпогона или на удалении от него (в этом случае, слияние с карпогоном происходит путем образования ообластемных нитей). Ауксилярные клетки стимулируют развитие гинимобластов и способствуют повышению интенсивности размножения багрянок.

Жизненный цикл багрянок включает три этапа: гаплоидный (гаметофит), диплоидный (карпоспорофит) и диплоидный (спорофит). Идет постоянное чередование бесполого и полового размножения. Встречается два варианта жизненного цикла с изоморфной и гетероморфной сменой поколений.

 

Практические задания и контрольные вопросы

К занятию необходимо знать следующие вопросы. Общая характеристика красных водорослей: строение клетки, организация таллома, распространение и экология, способы размножения, представители, значение в природе и для человека. Система отдела.

Цель занятия: познакомиться с разнообразием красных водорослей северных морей, особенностями их строения и экологии.

Систематическое положение изучаемых объектов  

Отдел Rhodophyta – Красные водоросли

Класс Rhodophyceae – Красные

Порядок Porphyridiales – Порфиридиевые

Порядок Bangiales – Бангиевые

Род Porphyra – Порфира

Порядок Ceramiales – Церамиевые

Род Polysiphonia – Полисифония

Род Ahnfeltia  – Анфельция 

Род Corallina – Кораллина

 

Материалы и оборудование: микроскопы, наборы для микропрепарирования; фиксированные пробы Ahnfeltia sp.  Гербарные наборы «Красные водоросли». Таблицы.

Задание

1. По гербарным образцам познакомьтесь с разнообразием красных водорослей, обитающих в белом море: анфельция складчатая (Ahnfeltia plicata), порфира (Porphyra sp.), родимения (Rodimenia sp.), птилота (Ptilota sp.). Зарисуйте. Отметьте окраску водорослей и тип организации таллома.

Ahnfeltia plicata	Porphyra sp.
Rodimenia sp.	Ptilota sp.

 

2. Изучите жизненные циклы красных водорослей, на примере порфиры и полисифонии. Зарисуйте жизненные циклы и отметить основные особенности.

Жизненный цикл Porphyra sp.	Жизненный цикл Polysiphonia sp.

 

Вопросы и задания для самопроверки

1. Что позволяет красным водорослям развиваться на больших глубинах? ________________________________________________________________

2. Раскройте особенности морфологической организации таллома большинства красных водорослей. _____________________________________

________________________________________________________________

3. Каково значение красных водорослей в природе и для человека. _______________________________________________________________

4. Охарактеризуйте роль трихогины, гонимобластных нитей и ауксилярных клеток в жизненном цикле багрянок. ________________________________

_________________________________________________________________

        

Студент _______________________

 

Преподаватель ______________________

 

 

«____» ___________________

 

Лабораторная работа №6 (2 часа)