Введение в систематику растений. Неклеточные и предъядерные организмы. Надцарство Предъядерные. Водоросли. Грибы. Лишайники.

Лекция №5-1

Введение в систематику растений. Неклеточные и предъядерные организмы. Надцарство Предъядерные. Водоросли. Грибы. Лишайники.

Таксономические категории: Таксоны

Царство-Regnum	Растения-
Отдел -Divisio	Покрытосеменные – Magnoliophyta или Angiospermae
Класс - Classis	Двудольные - Magnoliopsida или Dicotyledones
Порядок - Ordo	Розоцветные - Rosales
Семейство - Familia	Розовые – Rosaceae
Род – Genus	Роза, шиповник – Rosa
Вид - Species	Роза собачья – Rosa canina

Кроме основных таксономических категорий используют и промежуточные: подвид, подпорядок, подсемейство, подкласс, подцарство, надцарство. Название таксонов, относящиеся к таксономическим категориям выше вида- униноминальные, т.е. состоят из одного латинского слова. Для видов со времен К.Линнея (1753) принята бинарная номенклатура, состоящая из названия рода и видового эпитета. Например, клевер луговой – Trifolium pratense. Начиная с К. Линнея в ботанике принято в обязательном порядке после латинского названия вида ставить в сокращенном виде фамилию ботаника, который впервые описал данный вид, например, клевер луговой – Trifolium pratense L. (Linnaeus, Линней). Внутри вида могут быть выделены более мелкие систематические единицы: подвид (subspecies, ssp), разновидность (varietas, var.), форма (forma, f); для культурных и декоративных растений сорт. Латинские униноминальные названия имеют определенные окончания, указывающие на ранг данного талона. Для семейства растений применяют окончание – aceae, для порядка – ales, для подкласса – idea, для класса – opseda, для отряда – phyta.

Надцарство Предъядерные – Procariota

Предъядерные (доядерные), или прокариоты – представляют собой примитивные клеточные организмы, не имеющие морфологически оформленного ядра. К ним относятся царство Дробянки (Mychota), которое включает три отдела: Архебактерии, Настоящие бактерии и Цианобактерии.

Архебактерии.

Одноклеточные организмы, не имеют ядра. Благодаря такому разнообразному метаболизму бактерии могут существовать в самых различных условиях среды: в воде, воздухе, почве, живых организмах. Велика роль бактерий в образовании нефти, каменного угля, торфа, природного газа, в почвообразовании, в круговоротах азота, фосфора, серы и других элементов в природе.

Настоящие бактерии.

Общая характеристика. Одной из характерных, особенностей бактерий (Bacteriophyta) являются их микроскопически малая величина и древность происхождения. Некоторые бактерии настолько малы, что их невозможно рассмотреть в обычный микроскоп, и- обнаруживаются они только при помощи электронного микроскопа. Бактерии являются простейшими одноклеточными организмами, обычно лишенными хлорофилла и пластид. Большинство бактерий не имеют оформленного ядра (т. е. относятся к прокариотам ор­ганизмам) и размножаются простым делением клетки.

Строение. Величина бактерий измеряется в пределах тысячных долей миллиметра (0,0001...0,005 мм). Каждая клетка бактерии - это целостный организм. Обычно клетка бактерии имеет плотную оболочку - клеточную стенку, выполняющую защитную и опорную функции, а также придает клетке постоянную характерную для нее форму. Основным структурным компонентом стенок бактерий является муреин. Это органическое соединение сложного строения, в состав которого входят амииосахара и 4...5 аминокислот. Клеточная стенка проницаема: через нее питательные вещества свободно проходят в клетку, а продукты обмена выходят в окружающую сферу.

Клеточная стенка у многих бактерий сверху покрыта слоем слизистого вещества - к а п с у л о й. Она не является обяза­тельной частью клетки и образуется в зависимости от условий, в которые попадают бактерии. Капсула служит защитным покровом клетки и участвует в водном обмене. По химическому составу она чаще всего представляет собой полисахариды. Иногда они со­стоят из гликопротеидов и полипептидов, в редких случаях - из клетчатки.

Форма клеток очень разнообразна, но чаще бактерии имеют форму палочек. По форме клетки бактерии имеют и опреде­ленное название (палочковидные, шаровидные и др.).

Палочковидные формы: в виде коротких палочек называются бактериями; в виде длинных палочек - бациллами; в виде запятой - вибрионами; закрученные в виде штопора - спирохетами. В большинстве случаев палочковидные бактерии располагаются одиночно, но у некоторых видов они образуют длинные цепочки клеток - это нитчатые бактерии.

Шаровидные формы: в виде отдельных шариков - кокки; шарики, соединенные попарно, - диплококки; шарики, соб­ранные в цепочку, - стрептококки.

 

Питание. По характеру питания бактерии неоднородны. Боль­шинство бактерий относится к группе гетеротрофных организмов, они питаются готовыми органическими веществами, но существуют и автотрофные бактерии. Гетеротрофные бактерии бывают сапрофитами и паразитами (патогенные). К сапрофитным бактериям относятся такие, которые живут и питаются за счет органических веществ мертвых органов, а бактерии-паразиты, или патогенные (болезнетворные) бактерии, живут на поверхности или внутри жи­вых организмов, за счет которых и питаются. Патогенные бактерии являются возбудителями большинства заразных болезней как у животных, так и у человека (тиф, холера, туберкулез, сибирская язва и др.). Патогенные бактерии вызывают заболевания и у расте­ний, так называемые бактериозы (увядание, пятнистость, гниение стеблей и др.). Существуют бактерии, которые строго приурочены к определенному субстрату.

 

Некоторые бактерии являются автотрофиыми организмами: они способны ассимилировать углекислый газ воздуха. Этот процесс у бактерий называется хемосинтезом. При хемосинтезе образование органических веществ из неорганических осуществляется без уча­стия света, а следовательно, не за счет световой энергии, а за счет химической энергии, которая получается при окислении некоторых неорганических веществ. Хемосинтезировать способны серобактерии, железобактерии и др.

Размножение. Бактерии размножаются очень быстро, прямым делением клетки пополам. Образовавшиеся в результате деления дочерние клетки обычно тут же расходятся, быстро достигают разме­ров материнской клетки и через 25...30 мин снова делятся пополам. Существуют бактерии, у которых процесс деления клеток длится всего 12...15 мин (кишечная палочка), у других (бактерии, вызы­вающие туберкулез) этот процесс происходит медленно. Если бы на пути размножения бактерий не встречались препятствия, они могли бы в течение 3 суток заполнить все моря и океаны.

Бактерии способны при неблагоприятных для жизни условиях образовывать споры, которые отличаются исключительной стой­костью к неблагоприятным условиям (переносят температуру 4-150° С и -180° С), и действию многих ядовитых веществ. Внутри клетки образуется спора; в каждой клетке - только одна. Такая клетка теряет воду, содержимое ее сжимается и покрывается очень плотной оболочкой. Споры способны сохранять жизнеспособность в течение многих лет. Попадая в благоприятные условия, спора начинает расти и затем дает начало новой вегетативной клетке, которая в дальнейшем размножается простым делением, как обычная бактерия.

Рис. 2. Формы микроорганизмов:

/ — бактерии; 2 — бациллы; 3 — спирохеты; 4 — кокки; 5 — спириллы; 6 — вибрионы; 7 — стрептококки; в — сарцины; 9 — нитевидные; 10 — жгутиковые; 11 — реснитчатые

 

Водоросли - Algae

Водоросли – это наиболее древняя и сравнительно просто устроенная обширная группа разнородных в систематическом отношении организмов (как прокариот, так и эукариот), поэтому водоросли представляют собой группу скорее экологическую, объединенную водным образом жизни. Общим для всех водорослей является также наличие хлорофилла и обусловленное этим автотрофное питание – способность синтезировать на свету органические вещества из неорганических. У многих водорослей зеленая окраска хлорофилла замаскирована другими пигментами. Это преимущественно обитатели водной среды, но многие поселяются на стволах деревьях, в почве и на ее поверхности, а также в других наземных биотопах, хотя процесс размножения их непосредственно зависит от капельно - жидкой среды. Не расчлененное на органы тело водорослей называется талломом (=слоевищем).

Строение клетки водорослей. Клетки всех водорослей (исключая цианобактерий) имеют типичное эукариотическое строение. В отличиеот грибов и животных, в клетках водорослей имеется хлоропласт. Клетки водорослей покрыты твердыми двойными оболочками. Во взрослых клетках цитоплазма расположена постенно, а центр занят вакуолью с клеточным соком. В клетке содержатся фотосинтезирующие хлорофиллы, также могут содержаться другие пигменты, формирующиеся в хроматофорах, эндоплазматический ретикулум, митохондрии, пиреноиды (тельца белковой природы, принимающие участие в процессе образования крахмала). Наличие или отсутствие в хроматофорах пиреноидов является систематическим признаком.

Тип организации таллома.

Одноклеточным, колониальным, многоклеточным и неклеточным. Их размеры в пределах каждой из этих форм отличаются огромным диапазоном от микроскопических (1 мкм) до гигантских (есть виды, достигающие нескольких десятков метров).

Структура таллома водорослей. Водоросли поражают многообразием, своего внешнего облика, однако можно выделить несколько основных структур таллома:

1 Монадные водоросли (монады) представляют собой одноклеточные организмы со жгутиком. Они способны к передвижению в водной среде.

2 Амебоидные (ризоподиальные) водоросли передвигаются за счет образования ложноножек (псевдоподий). Амебоидные клетки лишены клеточной стенки и способны постоянно менять свою форму.

3 Одноклеточные водоросли, не имеющие ни жгутиков, ни псевдоподий и следовательно, неспособные к передвижению, называются коккоидными водорослями (шаровидной или округлой формы).

4 Некоторые коккоидные водоросли прикрепляются к субстрату и выделяют большие количества слизи, окутывающую клетку толстым слоем.

Это пальмеллоидная (капсанальная) структура таллома (пальмеллы). Как правило, пальмеллоидныеводоросли образуют колонии. Некоторые водоросли другими структурами таллома (например, некоторые монадные и амебоидные) могут на время переходить в пальмеллоидное состояние.

5 Простейшие многоклеточные водоросли имеют нитчатый (трихальный) таллом, в котором клетки соединены в цепочку друг за другом.

6 Разнонитчатые (гетеротрихальные) водоросли отличаются от нитчатых тем, что образуют нити разных (двух или более) типов. Например, некоторые водоросли имеют стелющиеся по субстрату и прямостоячие нити. Другие водоросли могут иметь крупную осевую и более мелкие боковые нити.

7 Пластинчатые водоросли имеют таллом в виде пластинки, состоящей из одного или нескольких слоев клеток.

8 Сифональные (сифоновые) водоросли – особая, редко встречающаяся структура таллома водорослей, при котором в пределах таллома отсутствуют клеточные перегородки. Такой таллом представляет собой как бы одну большую клетку с огромным количеством ядер.

9 Сифонокладальная структура представлена многоядерными клетками, соединенными в нитчатые или иной формы многоклеточные талломы.

10 Наиболее высокоорганизованная структура таллома – ложнотканевая (псевдопаренхиматозная). Такая структура напоминает пластинчатую, но состоит из клеток различных типов, образующих подобие тканей. У водорослей она встречается очень редко (только у бурых водорослей).

11 Тканевая (паренхиматозная) структура образуется в результате делений клеток нити не только в поперечном, но и продольном направлении в виде паренхиматозных пластинок.

Ризоиды – выросты клеток водорослей, предназначенные для закрепления таллома на субстрате. Обычно ризоиды находятся на нижних клетках талломов, контактирующих с субстратом. Иногда они образуются даже у одноклеточных организмов. У крупных водорослей встречаются крупные многоклеточные ризоиды.

Цисты. Многие одноклеточные и некоторые просто устроенные многоклеточные водоросли могут образовывать цисты одноклеточные стадии с толстой оболочкой, приостановкой всех жизненно важных процессов. Стадия цисты предназначена для переживания неблагоприятных условий – холодного периода года, пересыхания водоема и т.п. Нередко роль цисты совмещена со стадией зиготы в жизненном цикле.

Классификация водорослей. Еще в середине XX века была разработана классификация водорослей, в основу которой был положен химический состав пигментов в хлоропластах. В последние десятилетия она была дополнена в соответствии с данными молекулярных исследований. Обычно выделяют 9 отделов водорослей:

Сине-зеленые водоросли, или цианобактерии – Сyanophyta (Сyanobacteria)

Зеленые водоросли - Сhlorophyta

Эвгленовые - Euglenophyta

Золотистые водоросли, или Хризофитовые – Сhrysophyta

Динофитовые водоросли, или Динофлагелляты – Dinophyta

Желто-зеленые водоросли, или Разножгутиковые – Xanthophyta, (Heterocontae)

Диатомовые водоросли – Bacillariophyta (Diatomophyta)

Бурые водоросли – Phaeophyta

Красные водоросли, или Багрянки – Rodophyta

Размножение водорослей. Водоросли размножаются вегетативным, бесполым и половым путем.

Вегетативное размножение одноклеточных водорослей происходит путем простого деления клеток надвое. У многоклеточных водорослей иногда имеются специальные приспособления для вегетативного размножения – небольшие, легко отделяющиеся фрагменты таллома. У многих водорослей таких специальных структур нет, и их вегетативное размножение осуществляется путем фрагментации талломов. Части талломов крупных морских водорослей, живущих прикрепленными ко дну, также могут отрываться. Хотя большинство таких фрагментов волны выбрасывают на берег, где они погибнут, иногда они могут снова закрепляться на дне и продолжать существование на новом месте, участвуя в вегетативном размножении своего вида. Более специализированная форма вегетативного размножения – образование толстостенных, переполненных запасными продуктами клеток, которые предназначены для перенесения неблагоприятных условий. Такие клетки, называемые акинетами, часто развиваются у нитчатых зеленых и сине-зеленых водорослей.

Бесполое размножение осуществляется специализированными клетками– спорами. У водорослей споры образуются в спорангиях. Спорангии водорослей чаще всего одноклеточные, то есть споры образуются из одной клетки в результате митотического многократного деления ее содержимого. Самый распространенный способ бесполого размножения – посредством зооспор (как правило, голых монадных клеток). Из содержимого каждой клетки может сформироваться только одна зооспора или чаще содержимое клетки делится на 2,4,8 или более частей и продуцируется соответствующее количество зооспор. У значительного числа водорослей образуются апланоспоры – неподвижные, лишенные жгутиков споры (моно- и тетраспоры). У колониальных монадных и коккоидных зеленых водорослей при бесполом размножении образуются дочерние колонии.

Половое размножение.

Половое размножение водорослей очень разнообразно. Сущность полового процесса заключается в слиянии (копуляции) двух половых гаплоидных клеток (гамет), в результате чего образуется диплоидная зигота. Половой процесс обычно осуществляется в несколько этапов: вслед за слиянием цитоплазмы двух гамет (плазмогамией) рано или поздно следует кариогамия – слияние ядер, происходящих из той и другой гаметы, и ассоциации их хромосом внутри ядра зиготы.

У одноклеточных водорослей половое размножение, как правило, происходит довольно просто. Половое размножение многоклеточных водорослей обычно происходит со сменой двух поколений – спорофита и гаметофита.

Смена поколений. Два поколения, сменяющие друг друга в жизненном цикле, называется спорофитом и гаметофитом. Спорофит – диплоидный организм, образующий спорангии со спорами. При половом размножении споры образуются путем мейоза, то есть представляют собой гаплоидные клетки. Из спор вырастает гаметофит, все клетки которого гаплоидны.

Гаметофит образует гаплоидные гаметы, которые осуществляют оплодотворение. В ходе оплодотворения две гаплоидные гаметы сливаются с образованием диплоидной зиготы.

Изоморфный и гетероморфный жизненные циклы.

Спорофит и гаметофит могут выглядеть одинаковыми, а могут отличаться. В тех случаях, когда спорофит и гаметофит морфологически одинаковые, а цитологически (по набору хромосом) отличаются, жизненный цикл называют изоморфным.

Если спорофит и гаметофит сильно отличаются морфологически и цитологически, то жизненный цикл называют гетероморфным.

Типы полового процесса. При изогамии (примитивная форма полового процесса) сливаются подвижные гаметы, морфологически не различающиеся.

Частным случаем изогамии можно считать встречающуюся у некоторых примитивных форм хологамию (гологамию), при которой сливаются целые вегетативные особи.

При анизогамии, или гетерогамии, сливающиеся подвижные гаметы, различаются размерами, формой и набором хромосом. Оогамия заключается в слиянии крупной неподвижной, лишенной жгутиков яйцеклетки с мелким, снабженным жгутиками сперматозоидом, в результате которого образуется зигота. У красных водорослей яйцеклетки оплодотворяются мужскими клетками, лишенными жгутиков, - спермациями.

Оогамия может встречаться и у простых – монадных и коккоидных –водорослей. Однако гораздо шире она распространена у водорослей и нитчатой и тканевой структурой таллома, у которых сперматозоиды и яйцеклетки, как правило, развиваются в специальных половых органах – антеридиях (мужских) и оогониях (женских), обычно резко отличающихся от вегетативных клеток. У некоторых водорослей встречается другой способ – конъюгация, когда происходит слияние содержимого протопластов вегетативных клеток, а половых клеток не образуется.

Экология водорослей. Водоросли освоили почти все доступные местообитания на нашей планете. Хотя большинство водорослей встречается в воде (соленой или пресной), немалое количество водорослей являются наземными. Различают следующие экологические группы водорослей.

1 Планктон. Водоросли, обитающие в толще воды, называются планктонными водорослями (совокупность преимущественно микроскопических, пассивно плавающих в толще воды растительных (фитопланктон) и животных (зоопланктон) организмов). Морской фитопланктон состоит в основном из диатомовых и динофитовых водорослей, пресноводный – большей частью из зеленых водорослей. В основном это, одноклеточные организмы, имеющие специальные приспособления для регулирования своей плавучести. Хотя они незаметны без увеличительной техники, их биомасса на планете столь велика, что сравнима с живой биомассой всех сухопутных растений. Массовое развитие планктонных водорослей вызывает «цветение воды», когда из-за обилия находящихся в воде микроскопических водорослей воды окрашивается в определенный цвет.

2 Бентос. Бентосные водоросли обитают в прикрепленном состоянии на дне водоемов (совокупность всех водорослей, обитающих на дне водоема или обрастающие различные подводные предметы, а также плавающие на поверхности воды в виде скоплений). Различные бентосные водоросли обитают на поверхности грунта дна водоема, покрывают различные подводные конструкции (т.н. «обрастатели»), обитают на других растениях и животных либо паразитируют на них. Особую группу бентосных водорослей представляют сверлящие водоросли, проделывающие ходы в твердом грунте и предметах. Именно оторвавшиеся от грунта бентосные водоросли выбрасываются волнами в огромных количествах на побережья морей и океанов. Из крупных бентосных водорослей, в морях преобладают бурые и красные водоросли, а в пресных водоемах – зеленые водоросли.

3 Нейстон. Нейстонные водоросли обитают на поверхности воды. По сравнению с планктоном и бентосом, нейстон довольно беден видами водорослей (совокупность мелких организмов, обитающих у поверхности пленки воды: сверху – эпинейстон, снизу – гипонейстон).

4 Перифитон – совокупность организмов, в том числе и водорослей, прикрепляющихся к стеблям и листьям высших водных растений. Среди перифитонных водорослей чаще всего встречаются представители диатомовых зеленых водорослей.

5 Наземные (аэрофильные) водоросли (в основном зеленые и диатомовые водоросли) можно встретить в сырых местах: в основании стволов деревьев, на сырой поверхности зданий, на мокрых камнях и в подобных местах.

6 Почвенные (эдафофильные) водоросли также очень широко распространены. Почва представляет собой особый тип местообитаний, отличающийся от наземной среды, поскольку между частицами почвы часто и надолго задерживается влага. Водоросли преобладают в верхнем слое почвы, в которой проникает свет; здесь можно встретить различных представителей зеленых, желто-зеленых и диатомовых водорослей, а также цианобактерии.

7 Особую группу составляют термофильные водоросли – водоросли горячих источников (рис. 10). Есть виды, выдерживающие температуру воды до 90 градусов. Среди термофильных организмов много цианобактерий, но есть представители и других групп.

8 Некоторые водоросли являются криофильными организмами, то есть обитают в условиях низких температур: в снегу, на поверхности тающего льда. Здесь встречаются некоторые зеленые, диатомовые и динофитовые водоросли, а также цианобактерии.

9 Особую группу составляют гипергалинные водоросли, то есть обитающие в сильно засоленных местах. Такие условия создаются в бессточных внутриконтинентальных водоемах.

Значение водорослей. Значение водорослей очень велико. 

1 Полезные водоросли. Некоторые виды используются человеком в пищу– морская капуста Laminaria, порфира Porphyra и другие. Из многих водорослей получают ценные химические вещества – например, соединения йода и агар-агар из красных водорослей, альгулозу из бурых. Многие одноклеточные зеленые водоросли способны к активному гетеротрофному питанию. Поглощая из воды органические вещества, они участвуют в биологической очистке сточных вод. В этих целях особенно эффективно используются хламидомонада Chlamydomonas и хлорелла Chlorella. В сушеном виде водоросли используются при приготовлении кормов дл животных и как удобрение для сельскохозяйственных культур. Считается, что хлорелла может найти применение для регенерации воздуха в замкнутых помещениях, используется она и как один из модельных объектов в научных исследованиях.

Древние диатомовые и динофитовые водоросли с оболочкой, пропитанной минеральными веществами, хорошо сохраняются в древних осадочных породах, и широко используются в качестве руководящих ископаемых (для датировки слоев отложений). Имея большую биомассу, водоросли играют важную роль в циркуляции химических элементов на земле. Они вырабатывают более половины кислорода, синтезируемого растениями на нашей планете, участвовали в образовании залежей известняков, мела, диатомита и других полезных ископаемых.

2 Вредные водоросли. Отрицательное значение водорослей в основном ограничивается их обрастанием и сверлящейся активностью. Основной вред приносят морские водоросли, поселяющиеся конструкциях и постепенно разрушающие их. Неблагоприятным явлением во многих случаях является и цветение воды. Иногда при цветении водорослей в воду выделяются ядовитые для животных вещества, вызывающие замор рыбы и отравление людей при употреблении этой воды. Крупные морские водоросли, выбрасываемые волнами на берег, загрязняют пляжи и мешают купанию людей.

Наука о водорослях называется альгологией.

Водоросли - низшие растения от одноклеточных до колониальных и бестканевых многоклеточных. Все многоклеточные (грибы, животные и растения) произошли от протист, которые были подвижными одноклеточными животными, способными и к автотрофному (в т.ч. с помощью присущего растениям хлорофилла), и гетеротрофному питанию, то и некоторые водоросли, как простейшие растения, унаследовали гетеротрофность (поедание организмов, присущее животным).

Происхождение водорослей

Хлоропласты приобретены различными группами эукариотных растений независимо друг от друга, и предками хлоропластов были разные свободноживущие организмы: в одних случаях ими были бактерии (зелёные или сине-зелёные), а в других — эукариотные простейшие.

Кроме красных и зелёных водорослей в современной биосфере процветают различные группы организмов с золотисто-бурыми хлоропластами. Одноклеточные и колониальные диатомовые водоросли, клетки которых защищены кремнезёмным панцирем, господствуют в Мировом океане, населяют пресные воды и влажную почву. Прибрежная зона моря заселена бурыми водорослями — фукусами, ламинариями и саргассами (последние могут выживать и в открытом океане — вспомните Саргассово море). Среди бурых водорослей встречаются настоящие гиганты. Например, у тихоокеанского побережья Южной Америки обитает самый крупный растительный организм планеты — макроцистис, достигающий 150 м в длину. В планктоне морских и пресных вод распространены фотосинтезирующие жгутиконосцы — золотистые водоросли и криптомонады.

Хлоропласты золотистых, диатомовых и бурых водорослей содержат хлорофиллы „а“ и „с“ и почему-то окружены 4 мембранами. Их происхождение помогло понять строение криптомонад — небольшой группы жгутиконосцев, хлоропласты которых тоже имеют хлорофиллы „а“ и „с“, окружены 4 мембранами, причём между второй и третьей имеется маленькое эукариотное ядро — нуклеоморф, а внутри пространства, ограниченного последней, четвёртой мембраной находится кольцевая ДНК. Такое строение позволяет предполагать, что хлоропласты криптомонад возникли в результате двойного симбиоза. Сначала некий хищный протист приобрёл в качестве симбионта золотистую бактерию с хлорофиллами „а“ и „с“, а потом сам стал симбионтом криптомонады. В хлоропластах бурых, диатомовых и золотистых водорослей нуклеоморфа уже нет, хотя они по-прежнему окружены 4 мебранами, что говорит о более глубокой интеграции симбионта и хозяина.

Классификация водорослей

Водоросли — крайне гетерогенная (неоднородная) группа организмов, насчитывающая около 100 000 (а по некоторым данным до 100 тысяч видов только в составе отдела диатомовых) видов. На основании различий в наборе пигментов, структуре хроматофора, особенностей морфологии и биохимии (состав клеточных оболочек, типы запасных питательных веществ) [а надо бы - на основе исследований ДНК, как это сделано для цветковых растений] большинством отечественных систематиков выделяется 10-11 отделов водорослей (здесь отделы динофитовых и криптофитовых водорослей объединены в отдел пирофитовых):

Надцарство Прокариоты, или Доядерные (лат. Procaryota)

Царство Бактерии (лат. Bacteria)

Подцарство Цианеи (лат. Cyanobionta)

Отдел Сине-зелёные водоросли (лат. Cyanobacteria)

Надцарство Эукариоты, или Ядерные (лат. Eucaryota)

Царство Растения (лат. Plantae)

Подцарство Водоросли (лат. Phycobionta)

Отдел Бурые водоросли (лат. Phaeophyta)

Жгутиковые водоросли [парафилетичные?]:

Отдел Эвгленовые водоросли (лат. Euglenophyta)

Отдел Пирофитовые водоросли (лат. Pyrrhophyta)

Подотдел Динофитовые водоросли (лат. Dinophyta)

Подотдел Криптофитовые водоросли (лат. Cryptophyta)

Эти 3 отдела нередко объединяют в один отдел [могут иметь несколько жгутиков и панцирь]:

Отдел Диатомовые водоросли (лат. Bacillariophyta)

Отдел Жёлто-зелёные водоросли (лат. Xanthophyta)

Отдел Золотистые водоросли (лат. Chrysophyta)

Эти 2 отдела водорослей также иногда объединяют в один [могут быть многоклеточными]:

Отдел Зелёные водоросли (лат. Chlorophyta)

Отдел Харовые водоросли (лат. Charophyta)

Подцарство Багрянки (лат. Rhodobionta)

Отдел Красные водоросли (лат. Rhodophyta) - самые древние

 

Водоросли – это низшие, то есть слоевищные (лишенные расчленения на стебель и листья) споровые растения, содержащие в своих клетках хлорофилл и живущие преимущественно в пресной и морской воде, а также на суше – в почве, на коре деревьев, камнях и т.д.

Водоросли - Algae.

Водоросли - древние представители растительного царства. Благодаря постоянству условий жизни в водной среде, в которой они возникли и пережили целые геологические эпохи, многие из них сохранились до наших дней в формах, мало отличающихся от первоначальных. Это одноклеточные и колониальные водоросли, близкие к простейшим животным. В процессе филогенеза водоросли эволюционировали от одноклеточных и колониальных к многоклеточным, сложно организованным формам, иногда достигающим в длину десятков метров, с телом, состоящим из подобия дифференцированных тканей.

Современная наука предполагает происхождение водорослей от жгутиковых (Flagellatae) - одноклеточных организмов, живущих в воде и имеющих 1 - 2 жгутика. Среди них имеются хлорофиллоносные (автотрофные) и бесцветные (гетеротрофные) организмы. Первые стоят ближек растениям, вторые - к животным. Многие систематики рассматривают жгутиковых как исходную группу, связывающую растительные организмы с животными.

Питание. Большинство водорослей содержит хлорофилл и питается автотрофно, но нередко зеленая окраска их маскируется другими пигментами.

Строение. Таллом может быть одноклеточным, колониальным, сифональным и многоклеточным, в зависимости от расположения клеток - нитчатым, пластинчатым, сложноразветвленным. Вегетативные клетки таллома снаружи покрыты твердой стенкой, состоящей из целлюлозы и пектиновых веществ. Иногда снаружи клеточная стенка покрыта или инкрустирована кремнеземом. Цитоплазма заполняет всю полость клетки или расположена постенно. Имеются одна крупная или несколько мелких вакуолей с клеточным соком. В клетке находятся одно или несколько ядер. хлоропластов (хроматофоров) очень разнообразны по форме - пластинчатые, цилиндрические, лентовидные, чашевидные, звездчатые и т.д., что служит важным признаком при определении водорослей. В хроматофорах расположены белковые тельца - пиреноиды, вокруг которых откладываются запасные продукты в виде крахмала или близкого к нему углевода. Кроме крахмала, в качестве запасных продуктов могут накапливаться жирное масло, липопротеид лейкозин, белок волютин.

Размножение. Водоросли имеют все типы размножения: вегетативное, собственно бесполое и половое. Вегетативное размножение у одноклеточных происходит путем деления клетки, у колониальных - распадением колонии, у многоклеточных - частями таллома, а иногда путем образования специальных органов вегетативного размножения (например, клубеньков у харовых). Собственно бесполое размножение осуществляется с помощью зооспор или спор - одноклеточных образований, возникающих внутри вегетативных клеток или в особых органах - зооспорангиях или спорангиях путем деления их содержимого. Вскоре после выхода в воду через отверстия в стенке спорангия зооспоры сбрасывают жгутики, покрываются клеточной оболочкой и прорастают в новую особь.

Половой процесс - в различных формах: изо-, гетеро-и оогамии. Изо- и гетерогаметы образуются в обычной вегетативной клетке, яйцеклетки - в оогониях, сперматозоиды - в антеридиях. Яйцеклеток бывает одна или несколько, а сперматозоидов - много. У некоторых водорослей наблюдают половой процесс в виде соматогамии (конъюгации) - слияния протопластов двух вегетативных клеток. Конечный результат любой из названных форм полового процесса - образование зиготы (2n). После некоторого периода покоя из зиготы образуются зооспоры, дающие начало новым особям, или зигота сразу же прорастает в новую неподвижную особь.

Особи, формирующие споры, - спорофиты, а образующие гаметы - гаметофиты (могут быть обоеполыми и раздельнополыми). У большинства водорослей это самостоятельные растения. Однако у некоторых видов споры и гаметы образуются на одних и тех же растениях, их называют спорогаметофитами. Спорофит и гаметофит могут иметь одинаковое строение (изоморфная смена поколений) или разное (гетероморфная смена поколений).

Наступление бесполого или полового размножения у водорослей зависит от внешних условий, поэтому у большинства видов в жизненном цикле нет регулярного чередования спорофита и гаметофита, то есть регулярной смены ядерных фаз (диплоидной и гаплоидной).

Строго упорядоченные жизненные циклы существуют лишь у эволюционно продвинутых видов.

Соотношение диплоидной и гаплоидной фаз в жизненном цикле зависит от того, когда происходит мейоз: если при прорастании зиготы - тогда вся жизнь проходит в гаплоидной фазе, диплоидна лишь зигота; при образовании гамет - тогда вся жизнь проходит в диплоидной фазе, гаплоидны лишь гаметы; если при образовании спор - тогда в жизненном цикле чередуются диплоидная и гаплоидная фазы.

Распространение и хозяйственное значение. Большинство водорослей живет в воде, преимущественно морской. Одни из них свободно плавают в ней, составляя существенную часть планктона, другие свободно лежат на дне или прикрепляются к нему, составляя значительную часть бентоса (подводных лугов). В морях массовое распространение водорослей наблюдают на глубине до 30 м. Однако наиболее теневыносливые бурые и красные водоросли достигают глубины 100 - 200 м.

Некоторые водоросли сохраняют жизнеспособность при очень низких температурах. Так, в полярной и высокогорной зонах они живут на снегу, нередко окрашивая его в красный, зеленый, бурый, желтый цвета (снежная хламидомонада).

Водоросли живут на почве, в почве и даже в атмосферном воздухе (некоторые виды хлореллы). Отдельные виды, попадая вместе с бактериями на бесплодные субстраты, становятся пионерами их заселения. Многие из них активно участвуют в процессе почвообразования. Азотфиксирующие водоросли накапливают в почве азот. Некоторые виды зеленых водорослей входят в состав комплексных организмов - лишайников.

Водоросли не только обогащают воду кислородом, но и служат кормом для рыб и водоплавающих птиц. Муку из водорослей используют на корм сельскохозяйственным животным. Водоросли могут служить удобрением. Бурые и красные водоросли - источник получения агара, употребляемого в кондитерской промышленности и в микробиологии, а их зола - сырье для получения брома и йода.

Грибы

Общая характеристика. Грибы (Mycota, Fungi) наиболее обширный отдел низших растений, объединяющий свыше 100 тыс. видов. Все грибы лишены хлорофилла, это типичные гетеротрофные организмы.

Большинство грибов внешне напоминает различные налеты (плесени) на субстрате. Вегетативное тело их называется ми ц е л и е м, или грибницей, представляющей собой переплетение ветвящихся тонких нитей - гиф, пронизывающих субстрат в раз­ных направлениях. У представителей высокоорганизованных грибов (шляпочных) имеется, кроме гиф, так называемое плодовое тело, которое обычно называют грибом (белый, красный гриб и др.).