Підцарство Справжні водорості

 

Загальна характеристика

 

Водорості – рослини пристосовані до життя у водному (вологому) середовищі.

Є одноклітинні, колоніальні і багатоклітинні форми. Тіло багатоклітинних водоростей представлене нитчастим або пластинчастим таломом (пластинчастий талом може мати вигляд листків, стебел, часто галузиться).

До субстрату кріпляться ризоїдами.

Хроматофори (хлоропласти) великі, різноманітної форми, містять піреноїди (особливі білкові утворення, що складаються із ферменту рибулозобіфосфаткарбоксилази і беруть участь у запасанні крохмалю).

Розмноження водоростей:

- нестатеве:

o вегетативне – у колоніальних материнські колонії розпадаються на окремі частини, з яких утворюються дочірні колонії; у нитчастих талом розпадається на сегменти, з яких утворюються нові особини; у пластинчастих на головному таломі утворюються додаткові, які відломлюються і дають початок новим організмам;

o бінарний поділ – у одноклітинних відбувається мітотичний поділ ядра, за яким слідує цитокінез;

o фрагментація – у нитчастих талом розпадається на фрагменти: розрив ниток відбувається у місці особливих клітин – гетероцист;

o зооспорами – рухливими спорами із джгутиками (утворюються в одноклітинних спорангіях);

o апланоспорами – нерухомими спорами (утворюються в одноклітинних спорангіях);

- статеве:

o ізогамія – зливаються однакові за розміром і рухливістю гамети;

o анізогамія (гетерогамія) – зливаються гамети, які дещо відрізняються: одна більша за розміром чи менш рухлива, ніж інша;

o оогамія – зливаються різні гамети: жіноча (оосфера) – велика, нерухома, утворюється в гаметангії оогонії; чоловіча (сперматозоїд) – невеликого розміру, рухлива, утворюється в гаметангії антеридії.

Переважаюча стадія у циклі розвитку водоростей – гаметофіт (спорофіт у більшості не розвивається, його роль виконує зигота).

Екологічні групи водоростей:

- планктон – населяють товщу води і пасивно розносяться течіями;

- бентос – населяють поверхню дна водойм;

- перифітон – оселяються на підводних субстратах у товщі води (на різних конструкціях, на вищих рослинах);

- едафітон – населяють ґрунт;

- аерофітон – оселяються на надземних субстратах (на корі дерев), входять до складу лишайників.

Сучасна систематика відносить усі групи водоростей до царства Протоктисти.

 

Відділ Зелені водорості

 

Представники:

- одноклітинні – хламідомонада, хлорела, плеврокок;

- колоніальні – вольвокс (одноклітинні організми, сполучаючись цитоплазматичними місточками, утворюють кулю діаметром до 3 мм; кожна клітина функціонує як самостійний організм, але джгутики рухаються узгоджено);

- нитчасті – спірогіра, улотрикс;

- пластинчасті – ульва, хара.

Будова і цикл розвитку хламідомонади

Форма клітини грушоподібна. На передньому кінці – 2 джгутики і 2 скоротливі вакуолі. Ядро велике. Є чашоподібний хроматофор з піреноїдом. Наявне світлочутливе вічко червоного кольору – стигма (забезпечує позитивний фототаксис).

Розмноження:

- нестатеве – зооспорами (материнська клітина ділиться мітозом всередині оболонки з утворенням 4 або 8 зооспор (мають по 2 джгутики); оболонка руйнується, зооспори виходять у воду і перетворюються на зрілі організми);

- статеве – ізогамією (материнська клітина (гаметофіт) ділиться мітозом всередині оболонки з утворенням 32 або 64 гамет (мають по 2 джгутики); оболонка руйнується, гамети виходять у воду і попарно зливаються з гаметами іншого організму – утворюються зиготи; зигота виконує роль спорофіту: спочатку вкривається захисною оболонкою і переходить у стан спокою (зимує), пізніше (навесні) в результаті мейозу утворює 4 гаплоїдні зооспори, які виходять із оболонки і перетворюються на зрілі організми – гаметофіти).

Хламідомонада живе у прісних стоячих забруднених водоймах (може викликати явище «цвітіння» води).

Будова і цикл розвитку улотрикса

Талом представлений нерозгалуженими нитками, які складаються із одного ряду циліндричних клітин і кріпляться до субстрату ризоїдами. У кожній клітині є хроматофор у вигляді незамкненого кільця з одним чи кількома піреноїдами.

Розмноження:

- нестатеве:

o вегетативне – нитка розпадається на сегменти, з яких утворюються нові особини;

o зооспорами (в окремих клітинах всередині оболонок шляхом мітозу утворюються зооспори (мають по 4 джгутики); оболонки руйнуються, зооспори виходять у воду і перетворюються на зрілі організми);

- статеве – ізогамією (в окремих клітинах материнського організму (гаметофіту) всередині оболонок шляхом мітозу утворюються гамети (мають по 2 джгутики); оболонки руйнуються, гамети виходять у воду і попарно зливаються з гаметами іншого організму – утворюються зиготи; зигота виконує роль спорофіту: спочатку вкривається захисною оболонкою і переходить у стан спокою (зимує), пізніше (навесні) в результаті мейозу утворює 4 гаплоїдні апланоспори, які виходять із оболонки, осідають на субстрат і дають початок новим організмам – гаметофітам).

Улотрикс живе у прісних водоймах, кріпиться до підводних предметів (входить до складу перифітону).

 

Відділ Діатомові водорості

 

Представники: навікула, пінулярія, планктоніела, мелозіла, дидимосфенія.

Одноклітинні або колоніальні форми. На поверхні клітини наявний кремнистий панцир, який складається з двох частин (більшої і меншої), що налягають одна на одну.

Розмножуються нестатево – вегетативно (колоніальні) і статево – ізогамією.

Поширені в ґрунті, прісних та солоних водоймах.

 

Відділ Бурі водорості

 

Представники: ламінарія (морська капуста), фукус, саргас.

Високоорганізовані водорості. Талом пластинчастий, крупний. Є примітивні тканини. Бурий колір зумовлений наявністю пігменту фукоксантину. Основним запасасним вуглеводом є ламінарин (у інших водоростей – крохмаль). Також запасають жири.

Розмножуються нестатево – вегетативно, зооспорами, апланоспорами і статево – оогамією.

Майже всі види живуть у морях.

 

Відділ Червоні водорості

 

Представники: порфіра, кораліна, церамій, філофора.

Високоорганізовані водорості. Талом пластинчастий, крупний. Є примітивні тканини. Червоний колір зумовлений наявністю пігментів фікобіліну, фікоеретрину.

Розмножуються нестатево – вегетативно, апланоспорами і статево – оогамією.

Майже всі види живуть у морях.

 

Відділ Евгленові водорості

 

Представник: евглена зелена.

Одноклітинні організми. Форма клітини видовжена, ланцетоподібна (може дещо змінюватись, оскільки відсутня целюлозна клітинна стінка і наявна гнучка білкова пелікула). На передньому кінці є джгутик, скоротлива вакуоля, стигма. Ядро велике. Є багато дрібних хроматофорів з піреноїдами.

Евглена зелена на світлі живиться автотрофно або міксотрофно (автотрофно і гетеротрофно одночасно), у темряві – переходить на гетеротрофне (сапрофітне) живлення. У деяких видів роду Евглена відсутній хлорофіл, тому вони живляться тільки гетеротрофно.

Розмножуються нестатево – поздовжнім бінарним поділом клітини; статевий процес не спостерігається.

Живуть у прісних водоймах, багатих на органічні речовини.

Проблеми систематики евгленових водоростей

Для представників відділу Евгленові водорості характерні ознаки як рослин, так і тварин. Тому раніше їх включали у систематичні схеми і ботаніки, і зоологи (останні відносили евгленові до класу Джгутикові типу Найпростіші).

 

Значення водоростей

1. Виконують роль продуцентів у біосфері (виробляють більше половини світової первинної продукції).
2. Підтримують рівень кисню в атмосфері (виділяють більше половини всього О₂).
3. Беруть участь у колообігу біогенних хімічних елементів; нагромаджують J.
4. Беруть участь в утворенні мулу (водні) і гумусу (ґрунтові).
5. Беруть участь в утворенні осадових порід: із залишків оболонок золотистих водоростей утворюється крейда, із залишків панцирів діатомових водоростей – діатоміт (містить 90% кремнію, використовується як фільтраційний чи ізоляційний матеріал).
6. Деякі види є фікобіонтом лишайників (хлорела).
7. Від зелених водоростей походять вищі рослини.
8. Беруть участь в очищенні стічних вод (утворюючи кисень, забезпечують діяльність аеробних бактерій; деякі вбирають із води органічні речовини для живлення).
9. Деякі разом із ціанобактеріями зумовлюють «цвітіння» води.
10. Одноклітинні забруднюють питну воду (при її зберіганні у запасних резервуарах), забивають піщані фільтри.
11. Використовуються людиною:

- як корм для тварин;

- як добрива;

- у їжу (ламінарія);

- для виготовлення ліків (оскільки містять йод);

- бурі водорості – як сировина для отримання альгінової кислоти та її похідних – альгінатів (застосовуються в якості речовин, які утворюють гелі, та емульгаторів у харчовій промисловості);

- червоні водорості – як сировина для отримання агару (утворює гелі, що використовуються як середовище для вирощування мікроорганізмів).

ПІДЦАРСТВО ВИЩІ РОСЛИНИ

 

Загальна характеристика

 

Вищі рослини пристосовані до життя в умовах суші. У більшості з них є сформовані тканини та органи. У циклах розвитку чітко виражене чергування гаметофіту і спорофіту.

Рослинний світ суші розвивався за напрямком переважання у життєвому циклі спорофіту і редукції гаметофіту (гаметофіт домінує тільки у мохів).

Види гаметофіту:

- двостатевий – утворює жіночі і чоловічі гамети (розвивається зі спор одного типу у рівноспорових рослин);

- одностатевий (жіночий або чоловічий) – утворює тільки жіночі або тільки чоловічі гамети (жіночий розвивається із великих макроспор (мегаспор), чоловічий – із дрібніших мікроспор у різноспорових рослин); іноді одностатеві гаметофіти розвиваються з однакових спор у рівноспорових рослин.

 

СПОРОВІ

 

Відділ Риніофіти

 

Вимерла група рослин.

Представники: ринія, куксонія.

Перші наземні рослини, які жили близько 450 млн. років тому (походять від зелених водоростей). У них вперше з’явились покривна, провідна і механічна тканини як пристосування до умов суші. Безлисте стебло галузилось дихотомічно. До ґрунту кріпились ризоїдами. У циклі розвитку переважав спорофіт (гаметофіт не вивчений).

Вважається, що від риніофітів походять усі сучасні відділи вищих спорових рослин.

 

Відділ Псилотофіти

 

Представники: псилот, тмесиптерис.

Тропічні і субтропічні рослини. За будовою схожі на вимерлі риніофіти. Відрізняються наявністю дрібних листків, у пазухах яких містяться спорангії. У циклі розвитку переважає спорофіт. Гаметофіт має вигляд нитки довжиною до 2 см, яка дихотомічно галузиться (розвивається в ґрунті або у тріщинах кори дерев).

 

Відділ Мохи (Бріофіти)

 

Давні наземні рослини (з’явились майже одночасно з риніофітами).

Є найпримітивнішими із сучасних спорових. У циклі розвитку переважає гаметофіт.

Тіло представлене таломом або дещо диференційоване на прості «стебла» і «листки». До субстрату кріпляться ризоїдами.

Тканини розвинені слабо (відсутня справжня провідна тканина, тому вода і мінеральні солі поглинаються всією поверхнею тіла).

Гамети утворюються в багатоклітинних гаметангіях – архегоніях (жіночі) і антеридіях (чоловічі), зливаються тільки при наявності краплинної води.

Спорофіт (спорогон) складається з ніжки та коробочки, у якій міститься спорангій зі спорами); паразитує на гаметофіті – кріпиться до нього за допомогою стопи (гаусторії).

Мохи слабо пристосовані до умов суші, тому живуть у вологих затінених місцях.

Класи, які належать до відділу Мохи

1. Клас Печіночні мохи

Представники: пелія звичайна, маршанція мінлива.

Гаметофіт – талом, який дихотомічно галузиться. Ризоїди одноклітинні. Архегонії і антеридії містяться на верхівці талому (у пелії) або на спеціальних підставках (у маршанції).

Для розсіювання спор коробочка спорофіту розкривається на 4 стулки. Розсіюванню спор допомагають спеціальні білкові нитки, що мають вигляд пружинок – елатери.

1. Клас Листяні мохи

Представники: політрих звичайний (зозулин льон) – належить до групи зелених мохів, сфагнум болотяний (торфовий мох) – належить до групи білих мохів.

Гаметофіт має листостеблову будову («листки» на «стеблі» розміщені спірально. Ризоїди багатоклітинні. Архегонії і антеридії знаходяться на верхівці талому або у пазухах «листків».

Для розсіювання спор коробочка спорофіту має спеціальне пристосування у вигляді зубчиків і пор – перистом (у суху погоду зубчики загинаються і пори відкриваються). Елатери відсутні.

У циклі розвитку є особлива нитчаста стадія – протонема (передросток), що розвивається зі спори; із бруньок протонеми розвиваються нові гаметофіти.