Підцарство багрянки, або червоні водорості(конспект)

Підцарство справжні водорості(конспект)

Підцарство вищі рослини

ВІДДІЛ ВОДОРОСТІ

Будова

Водорості - нижчі спорові рослини, що містять в своїх клітинах хлорофіл і живуть переважно у воді. З морфологічної точки зору для водоростей найбільш істотною ознакою є, відсутність тіла, розчленованого на органи, їх тіло позначають як слань (або талом). Розмножуються вони вегетативно або за допомогою спор, тобто належать до спорових рослин. За своїми фізіологічними особливостями водорості різко відрізняються від інших груп нижчих рослин наявністю хлорофілоносного апарату, завдяки якому вони здатні асимілювати вуглекислий газ, тобто живитись автотрофно. На відміну від водоростей бактерії, що мають зелене забарвлення, містять пігмент, близький до хлорофілу, але не тотожний йому. Водорості, навіть найпростіші, є першими ядерними організмами, які в процесі еволюції набули властивості здійснювати фотосинтез з використанням води як джерела (донора) водню і виділенням вільного кисню, тобто процес, властивий вищим рослинам. Іншою особливістю живлення водоростей та інших фотосинтезуючих рослин є здатність засвоювати азот, сірку, фосфор, калій та інші мінеральні елементи у вигляді іонів мінеральних солей і використовувати їх для синтезу таких важливих компонентів живої клітини, як амінокислоти, білки, нуклеїнові кислоти, макроергічні сполуки, речовини вторинного обміну. Багато водоростей за певних умов можуть легко переключатися з фотоавтотрофного способу живлення на асиміляцію різних органічних речовин, тобто здійснювати гетеро- або фотогетеротрофний (поєднання гетеротрофного і фотоавтотрофного) типи живлення.

Основна структурна одиниця тіла водоростей - клітина. Унікальну групу становлять сифонові водорості: у них талом не розділений на клітини, однак в циклі розвитку є одноклітинні стадії.

Багатоклітинні форми виникли після того, як клітина пройшла тривалий і складний шлях розвитку як самостійний організм. Перехід від одноклітинного до багатоклітинного стану супроводжувався втратою індивідуальності та пов'язаними з цим змінами в структурі і функціях клітини. З виникненням багатоклітинності пов'язані диференціація та спеціалізація клітин в таломі, що слід розцінювати як перший крок на шляху становлення тканин і органів.

Існує величезна різноманітність форм (кулясті, грушо-, яйце-, веретено-, спіралеподібні, циліндричні та ін.) і розмірів (від кількох мікрометрів у зелених до кількох сантиметрів у харових) водорослевих клітин.

Розмноження

Розрізняють такі види розмноження: вегетативне, нестатеве і статеве.

Вегетативне - поділ особин надвоє. Іноді поділу передує відмирання окремих клітин, іноді для вегетативного роз­множення служать спеціальні утворення: бруньки на слані дея­ких видів бурих водоростей; одно- або багатоклітинні бульбочки у харових водоростей. Вегетативне розмноження - одна з форм нестатевого розмноження.

Нестатеве розмноження супроводжується поділом протопласта на частини і виходом продуктів поділу з оболонки материнської клітини. Нестатеве розмноження відбувається за допомогою спор або зооспор (спор з джгутиками). Вони утворюються в клітинах, що не відрізняються за формою від інших клітин, або в особливих клітинах - спорангіях, форми та розміри яких інші, ніж у вегетативних. Головною відміною спорангіїв від інших клітин є те, що вони виникають як вирости звичайних клітин і виконують лише функцію утворення спор.

Типи спор: 1) апланоспори - спори, що вкриваються оболонкою всередині материнської клітини; 2) автоспори - апланоспори, які в материнській клітині набувають подібної до неї форми. За кількістю їх у спорангіях розрізняють тетраспори (багато червоних і диктіотових з бурих), біспори (коралові з червоних) і моноспори (деякі червоні).

Спори і зооспори звичайно виходять у воду через отвір в стінці спорангія цілою групою, оточені слизовою оболонкою, яка швидко розпливається.

Статеве розмноження - це злиття двох клітин (гамет), внаслідок чого утворюється зигота, що виростає в нову особину або дає зооспори. Типи статевого розмноження:

1) поєднання вмісту двох вегетативних клітин (гологамія - злиття двох особин у вольвоксових; кон'югація - злиття вмісту двох безджгутикових вегетативних клітин у кон'югатів із зеле­них водоростей);

2) утворення всередині клітин спеціалізованих статевих клітин - гамет (чоловічі гамети мають джгутики, жіночі - не завжди).

Вмістища гамет називаються гаметангіями. Залежно від відносних розмірів гамет розрізняють:

а) ізогамію - гамети однакового розміру та форми;

б) гетерогамію (анізогамію) - жіноча гамета крупніша за чоловічу, але подібна до неї;

в) оогамію - жіноча гамета (яйцеклітина) не має джгутиків, нерухома, значно крупніша, ніж чоловіча, яку називають сперматозоїдом, або антерозоїдом; гаметангіі, що містять яйцеклітину, називаються оогоніями, чоловічу гамету - сперматангіями, або антеридіями;

г) автогамію - особливий тип статевого процесу (у частини діатомових), який полягає в тому, що ядро клітини попередньо ділиться мейозом на чотири ядра, два з яких руйнуються, а ті два, що залишилися, зливаються, знову утворюючи диплоїдне ядро. Автогамія не супроводжується збільшенням числа особин, а лише їх омолодженням.

Внаслідок злиття гамет утворюється зигота, джгутики відпадають, з'являється оболонка (якщо джгутики ще певний час залишаються, зигота називається планозиготою). Два ядра в зиготі зливаються - утворюється одна диплоїдна. В подальшому зиготи різних водоростей поводять себе по-різному, одні вкриваються товстою оболонкою і впадають в період спокою, який триває до кількох місяців; інші проростають без періода спокою. В одних випадках ззиготи виростають нові слані, в інших - утворюються зооспори.

Існують водорості, у яких органи нестатевого і статевого розмноження розвиваються на різних особинах; тоді рослини, що утворюють спори, називають спорофітами, а рослини, які продукують гамети, - гаметофітами. У інших водоростей спори і гамети утворюються на одних і тих самих рослинах.

Розповсюдження в природі

За умовами існування водорості можна розділити на дві групи: ті, що живуть у воді, і такі, що живуть поза водою.

Водні організми поділяють на планктонні (перебувають у завислому стані у воді і мають низку пристосувань до цих умов життя), бентосні (знаходяться на дні водойм), перифіпонні (обростають підводні скелі, вищі водні рослини, підводні предмети), нейстонні (плавають у напівзануреному стані на поверхні вод на межі розподілу вода - повітря). Водорості, що живуть не у воді, поділяються на аерофітон (наземні обростання) і грунтові

Окрім перелічених груп, розрізняють водорості гарячих джерел; водорості снігу та льоду (явище «червоного снігу» спричинюється хламідомонадою сніговою; є також 80 видів «льодових» діатомових); водорості солоних водойм і лиманів (дуналієла сольова у вольвоксових); водорості у вапняковому субстраті (свердлильні та туфотворні водорості).

Відділи водоростей

Розподіл водоростей на систематичні групи - відділи - в основному співпадає з характером їх забарвлення, що пов'язано, звичайно, з особливостями будови. Найрозповсюд-женішим є поділ водоростей на такі основні відділи: 1) пірофітові; 2) золотисті; 3) діатомові; 4) жовтозелені; 5) бурі; б) червоні; 7) євгленові; 8) зелені; 9) харові.

Пірофітовіводорості – одноклітинні, істотною ознакою є спинно-черевна (дорсовентральна) будова їх клітин (чітко виражені спинна, черевна та бічна сторони, передній і задній кінець). Звичайно мають оливкове, буре або коричневе забарвлення, нерідко жовте, золотисте, червоне, рідше блакитне, синє. Пігменти: хлорофіли а та с, ксантофіли, перидиніни. Бувають безколірні форми.Живленняавтотрофне, зрідка гетеротрофне.Розмноженняпереважно вегетативне, рідше нестатеве (зоо- та автоспорами). Статевий процес невідомий. Широко розповсюджені у водоймах нашої планети (прісних, солонуватих водах, в морях).

Золотисті водорості. Переважно мікроскопічні, одноклітинні, колоніальні та багатоклітинні форми. Мають золотисто-жовте забарвлення. Пігменти: хлорофіли а та с, каротиноїди, особливо багато фукоксантину. Живуть переважно в чистих прісних водах, характерні для кислих вод сфагнових боліт. Деякі види мешкають в морях. Розвиваються, як правило, навесні, пізно восени і взимку. У багатьох видів клітини вкриті панцирем з шипами та голками. Розмножуються простим поділом клітини або розпадом талома на частини. Спостерігається нестатеве розмноження за допомогою зооспор, рідше автоспор. Відомий статевий процес у вигляді типової ізогамії, автогамії.

Діатомові водорості. Мікроскопічні одноклітинні, колоніальні або нитчасті водорості бурувато-жовтого кольору. Пігменти: хлорофіли а та с, каротин, фукоксантин та інші ксантофіли. Форма клітин різноманітна. Є рухомі і нерухомі форми взалежності від будови.

Розмножуються діатомові поділом. Є у них статевий процес, звичайно пов'язаний з утворенням ауксоспор, тобто “ростучих спор”, які сильно розростаються, а потім проростають у клітини, що значно відрізняються за розмірами від подібних. Ауксоспори властиві лише діатомовим. Діатомові можуть утворювати спори, що знаходяться в стані спокою.

Живуть скрізь: у водоймах (прісних і солоних), в болотах, на каменях і скелях, в ґрунтах і на їх поверхні, на снігу і льоду.

Жовтозелені водорості Одноклітинні, колоніальні, багатоклітинні і неклітинні форми. Більшість нерухомі, але є рухливі форми.

Цей відділ недавно виділений з зелених водоростей. Основні пігменти: хлорофіли а та с, каротини і ксантофіли. Вегетативне розмноження відбувається поділом клітин, розпадом колоній або ниток, нестатеве розмноження - зоо- та автоспорами. Статевий процес відомий для невеликої кількості родів: ізо-, оогамія. Розповсюджені в планктоні, бентосі прісних водойм, в морях, ґрунті, в місцях з підвищеною вологістю.

Бурі водорості. У більшості випадків це морські види. Вони багатоклітинні, прикріплюються до субстрату. Розміри їх варіюють від кількох міліметрів до кількох метрів, є види, що досягають 60 м. За зовнішнім виглядом це розгалужені кущики, пластинки, шнури, стрічки, деякі ніби мають стебло і листки. Пігменти: хлорофіли а та с, каротини, багато фукоксантинів.

Червоні водорості (багрянки). Велика група серед донних морських водоростей. Дуже рідко зустрічаються в прісних водоймах (види батрахоспермума), наземних обростаннях (порфіридіум). Забарвлені у різні відтінки червоного кольору, деякі мають жовтувате, оливкове або синювато-зелене забарвлення. Пігменти: хлорофіли а та d(останній зустрічається лише у червоних водоростей), каротини, ксантофіли. Багряно-червоний колір зумовлений наявністю специфічних пігментів - фікоеритринів. Майже всі червоні водорості багатоклітинні, мають форму ниток, розгалужених ниток, кущиків, у деяких є стебло- та листкоподібні органи (рудименія, порфира). Не мають таких великих розмірів, як бурі. Всі прикріплені до субстрату. Вегетативне розмноження спостерігається рідко. Принестатевому розмноженні зовсім відсутні зооспори. Статевий процес - оогамія.

Євгленові водорості. Мікроскопічні організми. Форма клітин, в основному, еліпсо-, веретеноподібна. Пігменти: хлорофіли а, b, каротин, ксантофіли. У деяких євгленових є червоний пігмент - астаксантин, що регулює кількість світла, яке падає на хлоропласти. За умов інтенсивного освітлення пігмент скупчується в периферійній частині клітини і затінює собою хлоропласт. Клітини при цьому набувають червоного забарвлення. Розмножуються поздовжнім поділом. Статевого процесу не виявлено. Мешкають переважно у прісних водоймах, деякі - в солонуватих.

Зелені водорості. Це найчисленніший відділ (до 20 000 видів). Відрізняються чисто зеленим кольором своєї слані Пігменти: хлорофіли а, b, каротини і багато ксантофілів. У деяких видів і на деяких стадіях розвитку зелене забарвлення може маскуватися червоним пігментом гематохромом. Одноклітинні, колоніальні й багатоклітинні форми. Розміри: від найдрібніших поодиноких клітин діаметром 1-2 мкм до макроскопічних рослин, довжина яких сягає десятків сантиметрів. У зелених водоростей мають місце всі основні типи нестатевого та статевого розмноження і всі основні типи зміни форми розвитку. Розповсюджені скрізь; в прісних, солонуватих і морських водах, в ґрунті і на поверхні землі. Трапляються епіфіти, паразити, симбіонти.

Харові водорості. Своєрідна група водоростей, за зовнішнім виглядом нагадує вищі рослини. Широко розповсюджені в прісноводних ставках і озерах, особливо в жорсткій вапняній воді; бувають в морських затоках і солонуватих континентальних водах. Утворюють зарості Висота їх слані звичайно становить 20-30 см, але може досягати 1 м і навіть 2 м. Мають вигляд кущистих нитко- або стеблоподібних зелених пагонів Хлоропласти численні, мають форму дрібних дископодібних тілець (нагадують хлорофілові зерна). Пігменти: хлорофіли а, b, каротини, ксантофіли (подібні до зелених водоростей). Своєрідною є будова органів статевого розмноження, що утворюються на вершечку більшості члеників - листків. Жіночі органи - оогонії та чоловічі - антеридії - багатоклітинні, розвиваються звичайно на одній рослині (рідко бувають дводомними).