Отдел Зеленые водоросли - Chlorophyta.

Общее число видов около 15 тыс. Распространены повсеместно, преимущественно в пресных водоемах, некоторые в морях и очень немногие в условиях периодического увлажнения на почве, стволах деревьев, заборах, цветочных горшках и т. д.

На примере представителей этого отдела можно проследить два направления эволюции: от одноклеточных одноядерных форм до сифональных многоядерных, высшая ступень этой линии - каулерпа (род Caulerpa); от одноклеточных форм через колониальные к многоклеточным нитчатым и далее к многоклеточным с более или менее дифференцированным талломом, имитирующим по внешнему виду органы высших растений, высшая ступень этой линии - хара (род Сhara).

Органы движения у подвижных форм - два, реже четыре жгутика одинаковой длины и формы. Клетки одноядерные, но могут быть и многоядерными (сем. кладофоровые - Cladophoraceae). Хлоропласты в большинстве случаев с пиреноидами, разнообразные по форме, величине и по числу их в клетке. Пигменты - хлорофилл, каротиноиды. Запасные продукты - крахмал и масло. Размножение вегетативное, бесполое и половое. Половой процесс известен почти у всех видов и отличается большим разнообразием: изогамия, гетерогамия, оогамия, соматогамия (гологамия, конъюгация).

Зеленые водоросли делят на три класса: Равножгутиковые, Конъюгаты и Харовые.

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.).

Плодовое тело гриба представляет собой образование из плотно переплетенных гиф. По строению, форме и окраске плодовые тела грибов очень разнообразны. Плодовое тело развивается вне суб­страта, на котором гриб живет, и выносится наружу. На плодовом теле гриба образуются споры. Нередко плодовое тело составляет основную, видимую часть гриба. Например, у шляпочных грибов (белый, сыроежка и др.) вегетативное тело представляет собой сплетение гиф - мицелий, развивающийся в субстрате (в почве), а плодовое тело состоит из пенька и шляпки, которые развиваются над землей. Гифы растут своими концами и бывают у различных грибов одноклеточными и многоклеточными. У грибов, условно называемых низшими, грибница не имеет перегородок.

Клетки гриба обычно имеют твердую оболочку (клеточную стен­ку), состоящую у большинства грибов из полисахарида хитина - вещества, которое свойственно представителям животного мира (насекомым, ракам), в небольшом количестве присутствуют белки, липиды и полифосфаты. У грибов широко распространена многоядерность клеток, реже ядер бывает 1...2. Ядра мелкие. Пластиды отсутствуют, а окраска грибов обусловливается наличием различ­ных пигментов. Грибы никогда не образуют крахмал, вместо него образуется гликоген - «животный крахмал», свойственный клеткам животных. Грибы содержат также креатинин - органическое веще­ство, свойственное животным и человеку; жиры, белки и большое количество воды - до 90%. В химический состав некоторых грибов входят ядовитые вещества.

По размерам грибы различаются от микроскопически малых до нескольких килограммов (гриб дождевик).

Грибы р а з м н о ж а ю т с я различными способами - беспо­лым, вегетативным и половым, но преобладающим способом раз­множения является бесполое - при помощи спор. Споры образуются внутри специальных споровместилищ (эндогенно) или на концах особых выростов мицелия - к о н и- д и е н о с ц а х (экзогенио). Созревшие споры разносятся ветром, попав в благоприятные усло­вия, прорастают и дают начало новому мицелию. У некоторых низших грибов, живущих в воде, вместо спор образуются з о о с п о- р ы, которые имеют жгутики, при помощи их зооспоры передви­гаются в воде. Зооспоры развиваются в зооспорангиях. У других низших грибов споры, лишенные органов движения, образуются в спорангиях и называются с по р а н г и о с п о р а м и. Спорангии сидят на особых поднимающихся кверху от субстрата гифах, называемых спор ангиеносцами,

Вегетативно - частями мицелия - размножаются почти все грибы; у некоторых вегетативное размножение происходит путем почкования (дрожжи).

Половое размножение грибов - очень сложный процесс, и он неодинаков у представителей различных классов. Половой процесс у грибов бывает в форме изогамии, гетерогамии, зигогамии и оогамии. Часто у низших грибов в результате слияния двух гамет об­разуется зигота, которая покрывается толстой оболочкой и пре­вращается в спору полового размножения. Эта спора после периода покоя прорастает. Происходит редукционное деление ее ядра, после чего обычно из споры развивается спорангий, в котором образуется большое количество так называемых спор бесполого размножения. У высших грибов половой процесс бывает значительно сложнее, у некоторых из них происходит слияние не гамет, а двух различных по внешности половых органов, т. е. происходит слияние двух гаметангиев.

По энергии размножения грибы превосходят все другие низшие растения: плодовое тело некоторых грибов (дождевик) образует 1...7млн. спор.

Грибы - гетеротрофные растения. Не имея хлорофилла, они питаются за счет готовых органических веществ. В зависимости от характера питания грибы делятся на сапрофитные и паразитные. Сапрофитные грибы развиваются и питаются за счет веществ мерт­вых организмов, главным образом растительного происхождения, - опавших листьев, мертвых деревьев и др. Грибы-паразиты разви­ваются преимущественно на живых растениях, реже на животных. При этом вегетативное тело грибов - мицелий - развивается на поверхности живого организма, а внутрь проникают отростки, при помощи которых гриб получает питательные вещества. Существуют и такие грибы, мицелий которых развивается внутри питающего организма. Паразитирующие грибы резко снижают урожай куль­турных растений и тем самым наносят колоссальный вред сельскому хозяйству (ржавчинные и головневые грибы, мучнистая роса, спо­рынья и др.).

Многие почвенные грибы живут в симбиозе (сожительстве) с корнями высших растений, образуя микоризу. Существует также симбиоз грибов с водорослями, когда создаются новые организмы - лишайники. При симбиозе дрожжевых грибов с уксуснокислой бактерией образуется «чайный гриб».

Продолжительность жизни мицелия грибов раз­лична. У большинства грибов мицелий недолговечен. Чаще всего мицелий разрастается быстро, в течение нескольких дней, а затем наступает фаза спороношения, мицелий прекращает свой рост и погибает. Но существует немало грибов (шляпочные грибы), у которых мицелий живет в течение многих лет. Споры грибов в сухом виде способны сохранять жизнеспособность продолжительное время.

Как правило, грибы развиваются в условиях достаточного увлаж­нения. Температурные условия оказывают меньшее влияние на развитие грибов, так как они при. наличии влажности хорошо переносят сравнительно большие колебания температуры (от 1 до 25 °С). Грибы в большинстве случаев - аэробные растения.

Распространены грибы почти на всей территории земного шара. Живут они в почве, воде, на живых и. мертвых организмах.

О происхождении грибов нет единого мнения. Несом­ненно, грибы относятся к очень древним растениям'. Одни ботаники считают, что- грибы произошли из водорослей с последующей утра­той хлорофилла. С водорослями их сближает сходство в нитчатом строении тела, строение зооспорангиев и зооспор, процесс слияния и др. Другие считают родоначальниками грибов простейшие орга­низмы - бесцветные жгутиковые.

Различно трактуется отсутствие хлорофилла у грибов. Одни ученые считают, что грибы хотя и произошли от водорослей, но в процессе исторического развития утратили хлорофилл в связи с характером их питания - сапрофитного и паразитного. Другие ученые утверждают, что грибы и в прошлом не имели хлорофилла, так как произошли от бесхлорофилльных жгутиковых. Большин­ство современных микологов считает, что все грибы представляют одну естественную группу, которая характеризуется единым планом своего строения.

Эволюция грибов шла в направлении выхода из воды и приспо­собления к наземному образу жизни, в связи с чем у многих грибов были утрачены зооспоры и размножение в основном стало осущест­вляться спорами.

Развитие грибов непосредственно связано с развитием покрыто­семенных растений. В настоящее время установлено колоссальное количество рас грибов, приспособленных к определенным хозяевам из покрытосеменных.

Классификация грибов неоднократно подвергалась ре­визии, и в настоящее время еще отсутствует общепринятая класси­фикация этого отдела низших растений. Как уже указывалось, отдел грибов объединяет свыше 100 тыс. видов. Все это разнообра­зие условно разделяется на два подотдела: 1) низшие грибы; 2) выс­шие грибы. Каждый подотдел в свою очередь подразделяется на классы. Все разнообразие грибов объединяется в 7 классов [1]: 1) хитридиомицеты; 2) оомицеты; 3) зигомицеты; 4) сумчатые, или аскомицеты; 5) базидиомицеты; 6) несовершенные грибы, или дей- теромицеты; 7) трихомицеты.

Каждый класс делится на порядки, семейства, роды и виды. Ниже приводится описание некоторых представителей каждого класса. Класс трихомицеты объединяет грибы-паразиты, обитающие в кишечнике и желудке представителей животного мира, поэтому в данном учебнике не рассматривается.

Лишайники.

Общая характеристика. Лишайники (Lichenes) - это очень своеобразные в биологическом отношении низшие растения. Лишайник является сложным организмом, образующимся в результате сим­биоза двух растений: гриба и водоросли.

Основную массу у слоевища лишайника составляет гриб, который своими гифами плотно переплетает клетки водоросли. Составные компоненты лишайника - гриб и водоросль - дополняют друг друга. Водоросли - автотрофные растения, содержащие хлорофилл и, следовательно, способные создавать органические вещества и снабжать ими гриб. Гриб же неспособен фотосинтезировать, но обладает способностью добывать воду и минеральные вещества и снаб­жать ими водоросль. Кроме того, гриб защищает водоросль от яр­кого освещения, сильного нагревания лучами солнца и высыха­ния.

Лишайники – это симбиотические организмы. Слоевище лишайника (таллом) состоит из двух частей: мицелия гриба (микобионт) и водоросли (фитобионт) (рисунок 1). Водоросли и грибы, входящие в симбиоз, могут отличаться по своей систематической принадлежности. Большинство грибов, формирующих лишайники, относятся к сумчатым. Водоросли, входящие состав лишайника, в основном зеленые и синезеленые (цианобактерии). Основная функция водорослей – это обеспечение гриба растворенными органическими веществами. А гриб, в свою очередь, дает им минеральные вещества и воду. В лишайнике могут присутствовать водоросли одного вида или двух (синезелёная водоросль (цианобактерия) и зелёная). Грибы, формирующие лишайники, не могут существовать без водорослей, тогда как входящие в состав лишайников водоросли могут развиваться самостоятельно.

Рисунок 1 – Строение лишайника

Лишайники могут получать питание из воздуха, атмосферных осадков, влаги росы, частиц пыли, нуждаются в освещении, поскольку содержат фотосинтезирующий компонент. Они устойчивы к экстремальным условиям, переносят значительные колебания температур и влажности, но чувствительны к загрязнению воздуха, поскольку, ввиду своего строения, не имеют структур, препятствующих проникновению токсичных веществ. Среди биологических методов оценки загрязнения воздуха существует отдельное направление, называемое лихеноиндикацией. Лишайники особенно чувствительны к содержанию оксидов серы и азота, фторо-и хлороводорода, а также тяжелых металлов.

Лишайники можно классифицировать по внешнему виду слоевища (рисунок 2):

- накипные (напоминают корку, плотно срастаются с субстратом, иногда могут развиваться внутри него);

- листоватые (имеют таллом в виде пластинок, который прикреплен к поверхности толстой короткой ножкой);

- кустистые (слоевище образует множество округлых или плоских веточек).

 

Чувствительность лишайника к загрязнению воздуха в значительной степени зависит от удельной площади его поверхности, поэтому устойчивость лишайников к загрязнению повышается в ряду: кустистые - листоватые - накипные.

 

Рисунок 2 – Различные типы лишайников

Для оценки загрязнения воздуха определяется видовой состав индикаторных видов лишайников на участке леса или парка. Между деревьями отмеряют расстояние 5–10 м, для исследования берется 10 деревьев одного вида. Исследуются неповрежденные деревья, схожего размера и возраста. Чтобы оценить площадь проекции лишайника на поверхности дерева, к стволу дерева на высоте 0,3–1,3 м прикладывается прозрачная сетка (палетка), расчерченная на квадраты. Параллельно с подсчётом количества квадратов, занимаемых каждым лишайником, производится определение их видового состава.

Лишайник представляет собой не только безобидный полезный симбиоз двух растений, но и сложную форму паразитизма. Лишайник нельзя рассматривать как простое сочетание свойств двух его компонентов, это живой организм, он обладает новыми качеством имеет определенное место в растительном мире.

Можно искусственно разделить лишайник на компоненты - гриб и водоросль - и выращивать каждый компонент отдельно. При этом водоросль обычно способна продолжать самостоятельное су­ществование, а гриб, приспособившийся к выгодному для него со­жительству, без водоросли развиваться самостоятельно не может и быстро погибает. Особенности строения лишайников были впер­вые описали в 1867 г. русскими учеными А. С. Фаминцыным и О. В. Баранецким.

Лишайники отличаются очень медленным ростом. «Олений мох» за год дает прирост 2...3 мм.

Строение. Лишайники отличаются своеобразным строением слоевища. Часто их смешивают с другим отделом растений - мхами. От мхов лишайники отличаются отсутствием расчленения слоевища на листья и стебли, а также окраской. Обычно лишайники имеют серую или зеленовато-серую, желтую, оранжевую окраску и др. Типичная же зеленая окраска, свойственная мхам, у лишай­ников отсутствует. Часто слоевища лишайников имеют яркую окрас­ку, которая обусловливается наличием в них разнообразных ки­слот.

По внешнему строению лишайники могут быть разделены на 3 группы: корковые (или накипные), листоватые и кустистые.

Корковые (или накипные) лишайники представлены наибольшим разнообразием, к ним относится большин­ство видов лишайников. Они характеризуются простым строением. Представители этой группы лишайников имеют вид корочек или налетов, плотно срастающихся с субстратом, на котором они жи­вут и от которого отделяются с большим трудом. Субстратом для накипных лишайников служат кора деревьев, поверхность камней и скал. Эти лишайники считаются наиболее примитивными, они, по-видимому, дали начало другим лишайникам. Эти лишайники часто встречаются в виде желто-оранжевых пленок, пятен, штрихов на коре деревьев. Из этой группы лишайников часто встречается г р а- ф и с (Graphis sp.).

Листоватые лишайники имеют вид рассеченных пластинок, срастающихся с субстратом не очень плотно при помощи пучков гиф (р и з и и). К ним относится п а р м е л и я (Рагтепа р.), растущая на коре деревьев.

Кустистые лишайники имеют слоевища в виде вет­вящихся кустиков; такие лишайники срастаются с субстратом только своим основанием. Представителем кустистых лишайников может служить в и с л я и к а, или бородатый лишайник (Usnea sp.), который растет во влажных лесах на ветвях деревьев в виде длинных свисающих кустиков. К этой группе лишайников относится и «дубовый мох» - эверния (Evernia prunastri Ach. Е. furfur а сеа Marin.).

Размножение. Лишайники способны размножаться несколькими способами. Оба компонента - гриб и водоросль - могут размно­жаться самостоятельно, независимо один от другого. Грибы обра­зуют споры, из, них развиваются гифы, которые с водорослями обра­зуют новые экземпляры лишайников.

Более часто лишайники размножаются вегетативным способом - соредиями и изидиями. Соредии - это микроскопически малые, пылевидные комочки, состоящие из одной или нескольких клеток водоросли, оплетенных гифами гриба. Образуются соредии в гонидиальном слое лишайника и через разрыв корового слоя выпадают наружу в виде пыли. Отделившись от слоевища, соредии разра­стаются и дают начало новой особи лишайника.

И з и д и и- выросты на верхней стороне слоевища. Они также состоят из гриба и водоросли, в определенный период развития от­ламываются, разносятся водой или ветром, прорастают и дают начало новой особи лишайника.