Водоросли. Общая характеристика. Особенности строения клетки и уровни морфологической организации таллома. Размножение.

Термин «водоросли» - по современным понятиям обозначает не систематическую категорию, а скорее экологическую группу. Сюда входят организмы, живущие большей частью в воде, имеющие хлорофилл и поэтому способные к автотрофному питанию, а вегетативное тело представлено талломом или слоевищем.Основные отличительные черты – (план характеристики отделов и классов)1) пигменты: фотосинтетические основные и дополнительные, дающие окраску2) тип дифференциации таллома3) хроматофоры (хлоропласты)4) запасной продукт5) клеточный покров6) жгутиковые стадии7) размножение – вегетативное; -бесполое; -половое8) тип жизненного цикла (соотношение гаплоидной и диплоидной фаз, смена поколений)9) экология и распространение10) практическое значение

Тип дифференциации таллома представляет собой уровень морфологической организации.Одноклеточные и колониальные:

1) монадный – клетки имеют жгутики и способны активно передвигаться. Жгутики обычно прикреплены к переднему концу тела, в их основании, в цитоплазме имеется базальное тельце. Для монадных форм характерно наличие своеобразных органелл – сократительных вакуоль и глазка (стигмы). Хламидомонада.2) амебоидный – представители способны к амебоидному движению из-за отсутствия плотной клеточной стенки. Жгутиков нет. Редко.3) пальмеллоидный –сочетание неподвижного образа жизни с наличием органелл, свойственным монадным клеткам. Иногда возникает у первичномонадных организмов при изменении условий (напр, при потере воды), когда они теряют жгутики, а их оболочки разбухают в слизистые чехлы (вольвокс)4) коккоидный – жгутики отсутствуют, неподвижность в вегетативном состоянии (диатомовые- исключение). Хлорелла.5) сифональный – представлен фактически одной клеткой, но имеющей большие размеры и содержащей большое количество ядер и других органелл. Перегородки образуются только при повреждении таллома и формировании половых органов. Вошерия. (можно считать промежуточным типом между одноклеточными и многоклеточными)

Многоклеточные:1) нитчатый (трихальный) – клетки расположены в нить в результате деления в одной плоскости. Нити могут быть простыми и разветвленными. Улотрикс.2) разнонитчатый (гетеротрихальный) – нити различаются по морфологии и функциям: одни стелятся по субстрату и выполняют функцию прикрепления, другие отходят вертикально и выполняют функцию ассимиляции Эктокарпус.3) пластинчатый – может быть ложнотканевым и тканевым. Первый – крупное слоевище образуется в результате простого срастания нитей. Второй – слоевище образуется в результате деления клеток в трех направлениях и формирования т.о. тканей. Ламинария, Ульва, Порфира.Размножение

Вегетативное: путем деления клетки пополам – у одноклеточных (эвглена).участками колоний – у колониальных (вольвокс, микроцистис).фрагментами нитей – у нитчатых (улотрикс, спирогира).выводковыми почками (клубеньками - хара) или веточками (сфацеллярия)

Бесполое: зооспорами в зооспорангиях.апланоспорами в спорангиях (тетраспорангиях).Особь, где образуются споры - спорофит

Половое: изогамия – подвижные гаметы одинаковой формы и размера. гетерогамия – подвижные гаметы одинаковой формы но разного размера. оогамия – крупная неподвижная яйцеклетка и мелкий подвижный сперматозоид.Гаметы образуются в гаметангиях (антеридиях и оогониях) на гаметофите.Типы полового процесса без образования гамет:хологамия – слияние двух подвижных одноклеточных особей.конъюгация – слияние двух протопластов двух гаплоидных вегетативных клеток

Типы жизненного цикла.Цикл может протекать без смены поколений.в гаплоидной фазе – когда вегетативное тело гаплоидно, а диплоидна только зигота.в диплоидной фазе – когда вегетативное тело диплоидно, редукция происходит только перед образованием гамет.Со сменой поколений –чередуются гаплоидное и диплоидное поколение. При этом гаметофит и спорофит могут быть морфологически одинаковые – тогда изоморфная смена, или морфологически разными – гетероморфная смена поколений.Типичный случай цикла со сменой поколений :

гаметофит с гаметангиями - (n) – гаметы (n) – зигота (2n) – спорофит со спорангиями (2n) – редукция – зооспоры (апланоспоры) (n) - гаметофит

19. Экологические группы водорослей. Значение в природе и жизни человека.

Всего в мире зарегестрировано более 30 тыс. видов водорослей. Большинство –микроскопические формы. (Например, только диатомовых более 15 тыс.). Из макроскопических (макрофитов) - большая часть относится к бурым и красным.Распространены практически повсеместно. Как уже говорилось, большинство живет в водной среде. Причем в зависимости от хим.состава воды, степени солености – разные виды водорослей даже в пределах одного водоема. Напр, выделяют даже группы водорослей соленых водоемов. В некоторых солевых озерах конц-я соли достигает 285г\л, но живет зеленая вод-ль из порядка вольвоксовых – salita.В зависимости от расположения в воде выделяют такие группы:Водные- Фитопланктон – водоросли, живущие в толще воды. Все имеют микроскопические размеры, но тем не менее являются основными продуцентами орг.вещества в водоемах. Например, в Балтийском море вырабатывается 1,5т планктона с 1 га (вместе с зоопланктоном). Водорослей, образующих планктон – более 3 тыс.видов. В морском планктоне – в основном диатомовые водоросли класса центрических; в пресноводных – в основном – зеленые и сине-зеленые.Фитобентос – это микро- и макроскопические водоросли, растущие на дне или погруженных в воду предметах (камнях, других растениях, животных, инородных предметах). Здесь доминируют макрофиты. Количество видов меньше, но имеют большую массу. Однако обитают не по всему пространству океана, а только до определенной глубины. Бурые водоросли растут в прибрежной полосе, на литорали и на сублиторали до глубины около 40 метров. Красные – начиная от сублиторали до 260м. Многие образуют целые подводные луга или даже леса с несколькими ярусами. По условиям обитания в водной (и близкой к водной) среде.Водоросли горячих источников – на поверхности воды или на дне и стенка водоемов с горячими водами – разрастаются дерновины синезеленого или коричневого цвета. Причем Т достигает до 50-80С! Наиболее теплолюбивы сине-зеленые. Диатомовые – чуть похолоднее, зеленые еще холоднее.Водоросли снега и льда – которые вызывают «Цветение» - поверхность вся становится красной, зеленой, желтой. Разв. в основном зеленые, сине-зеленые, диатомовые водоросли, всего более 100 видов. Явление «красного снега» в горах (площадь) до неск. км2.- nivalis.- у которой в изобилии пигмент гематохром.Следующие группы водорослей – живут вне воды.Воздушные – для которых основной средой обитания является воздух, а субстрат, на котором они развиваются не оказывает на них никакого воздействия. Напр. распространенная водоросльTrentepohlia – образует кирпично-красный налет на коре берез во влажных местах. В основном –зеленые одноклеточные. Наземные – обитающие на почве, и на их развитие субстрат оказывает влияние. Желто-зеленые (Vaucheria), зеленые. На почве, загрязненной органикой – сине-зеленые. Почвенные – в толще верхних слоев, но выходят на поверхность. Зеленые (вольвоксовые, протококковые), сине-зеленые, диатомовые. Часто мало заметны, но иногда при массовом развитии –дают аспект. Например, в степях рано весной может массово развиваться Nostoc.Сверлящие водоросли. Живут на известковом субстрате как в воде, так и на суше. Зеленые и синезеленые. 20 видов. Микроскопические. Поселяются на поверхности, выделяют органические кислоты – растворяют известь – опускаются глубже (до 10мм и более).Существует и обратная группа – туфообразующие синезеленые водоросли. Выделяют известь в виде мелких кристаллов между особями или образуют футляры – известковый туф. Также некоторые красные.Водоросли – симбионты.Наиболее примитивный симбиоз – эпифиты на других растениях и животных. Слабое взаимовлияние.Эндофиты – образ. сложный эндосимбиоз – более постоянные и прочные связи – питаются самостоятельно или за счет хозяина. Наиболее взаимовыгодный симбиоз – лишайники.

20. Сине-зеленые водоросли (Cyanophyta). Систематическое положение, характеристика, экология, представители,значение.

Отдел включает одноклеточные, колониальные и многоклеточные организмы с прокариотическим строением клетки и оксигенным фотосинтезом. Клетка окружена стенкой, структурным компонентом которой является муреин. Оболочка часто ослизняется. В протопласте отсутствует оформленное ядро, хлоропласты, митохондрии, аппарат Гольджи, эндоплазматический ретикулум, вакуоль с клеточным соком и ряд других органелл. В нем различают периферическую окрашенную часть — хроматоплазму, и центральную неокрашеннуто часть — центроплазму. В хроматоплазме располагаются тилакоиды, в которыхсодержатся пигменты: хлорофиллы а, б (у прохлорофитовых), каротиноиды и фикобилипротеины (синие аллофикоцианин и фикоцианин и красный фикоэритрин). Различное соотношение пигментов обусловливает окраску синезеленых водорослей от сине—зеленой до желтой и даже красноватой. Запасные вещества представлены цианофициновым крахмалом, цианофициновыми гранулами, полиэдральными тельцами. Клетки многих синезеленых водорослей содержат псевдовакуоли — газовые вакуоли, мембрана которых состоит только из белка, они наполнены газом. В жизненном цикле отсутствуют жгутиковые стадии, половой процесс не найден. Размножение осуществляется делением клеток, распадом колоний, фрагментами нитей, экзо- и эндоспорами. Распространены в пресных водах, морях, наземных местообитаниях. Значение. Они образовали кислород 3,5 млд лет назад.Азотфиксация. Участие в почвообразовании. Пища животных. Пища человеку (Спирогира, Ностек). Участие в симбиозе (грибы – лишайники, папоротники – азолла, асцидии, губки, диатомовые водоросли и др.) Синтез антибиотиков (против простейших: бактериоцин, цианобактерин). Паразиты животных (PhormidiumCoralliticum).Токсичность для животных и человека. Разрушение кораллов .ПРЕДСТАВИТЕЛИПредставитель Глеокапса.(делится пополам); Микроцистис.Представитель: спирулина, осцилатория-сине-зеленые нити, лепешки на воде. Размножение бесплое, путем распада нитей на гормогонии.Представитель носток. Экология: Обитают сине-зеленые водоросли преимущественно в пресных водах — прудах, озерах, реках, но встречаются также в морях, на поверхности почвы, на скалах. Сине-зеленые водоросли могут жить как при низких температурах на снегу и льду, так и при высоких температурах (до 80 °С) в горячих ключах. После отмирания клеток масса водорослей в виде хлопьев грязно-зеленоватого цвета всплывает на поверхность воды.

21. Отдел красные водоросли (Rhodophyta). Характеристика, особенности цикла воспроизведения, экология, основные порядки и представители, значение.Пигменты хлорофилл а, фикобилины: фикоцианин, аллофикоцианин, фикоэритрин, каротиноиды.Тип дифф таллома: преимущественно ложнотканевый таллом, образованный срастанием нитей, реже встреяается коккоидный, нитчатый. Большинство кр водорослей крупные организмы- макрофиты.Запасной продукт: багрянковый крахмалКлеточная стенка : целлюлоза, гемицеллюлоза и пектиновые агароидные вещества. Жгут стадии нет. Размножение: вегетативное. Бесполое моно и тетра апланоспоры в спорангиях на концах ветвей, половое-нетипичная оогамия. Сперматангий (антеридий) образует спермации без жгутиков. Оогоний представлен карпогоном-крупный состоит из брюшка и трихогины, в нем формируется яйцеклетка.ЭкологияОбитают красные водоросли преимущественно в морях. Числопресноводных видов сравнительно невелико.ПредставителиКлассBangiophyceaeПорядок бангиевыеПредставитель Порфира. Талдом тканевый. Цикл гапло-диплойдный со спорической редукцией и тетромофной сменой поколения.КлассФиоридейные.Порядок Батрахоспермовые.ПредставительБатрахоспермиум. Таллом разнонитчатый. Цикл 3поколения гапло-дипло-диплойдный с гетероморфной сменой поколения и соматической редукцией .Порядок церамиевые.ПредставительПолисифония, Делессерия. Цикл гапло-дипло-дипдойдный со спорической редукцией. 3 поколения. ЗначениеМногие красные водоросли служат сырьем для получения агар-агара, используемого в микробиологии в качестве питательной среды для выращивания микробов. Также из них получают йод, калиевые соли, спирт, уксусную кислоту. Например, в Норвегии на прибрежную приливно-отливную зону, богатую красными водорослями, во время отлива выпускают овец, как на пастбище.

22. Отдел охрофитовые водоросли (Ochrophyta). Общая характеристика, классификация. Класс желто-зеленые водоросли (Xanthophyceae): отличительные черты, цикл воспроизведения, представители.

Пигменты: хлорофиллы а и с. Дополительные каротиноиды бета каротин, ксантофиллы – фукоксантин или вошериоксантин. Тип таллома: все типы (кроме сифонокладального) от монадного до тканевого от одноклеточных микроскопических до многоклеточных макрофитов.Запасной продукт хризоламинарин (крахмала нет) откладывается вне хлоропласта в вакуолях цитоплазмы.Клеточная стенка: целлюлоза в сочетании с дополнительными слоями разного состава, у монадных форм обычно только клеточная мембрана.Жгутиковая стадии: обычно 2 жгутика. Один гладкий короткий направлен назал, второй перистый, длинный, направлен вперед.Размножение: все типы вегетативное, бесполое-зооспоры, апланоспоры. Половое- изо гетеро оогамия.ЖЦ: гаплоидный с зиготической редукцией, диплоидный с гаметической редукцией, гапло-диплоидный со спорической редукцией с изо- или гетероморфонй сменой поколения. Экология: пресноводные и морские, наземные, почвенные, известны во всех типах подходящих местообитаний. Практ значение- продуценты органического вещества, пищевое, кормовое, лекарственное .Классификация:Отдел охроф вод. Класс желто-зел вод. Порядок Вошериевые. Представитель вошерия. Порядок ботридиевые представитель ботридиум.Класс диатомовые вод.Группа пеннатные.Порядок навикуловые. Группы центрические. Порядок мелозировые. Класс бурые водоросли.Порядок эктокарповые,диктиотовые,ламинариевые.фукусовые…Желто-зел водоросли: в классе преобладают нитчатый и сифональный таллом. Дополительный пигмент – вошериоксантин, запасной продукт – масло, хризоламинарин и волютин. В клеточной ст целлюлоза и пектиновые вещ-ва. Запасной продукт – масло.При неблагоприятных усл формируются цисты \. Циклы развития – диплоидный или гаплоидный. Преимущественно пресноводные и почвенно наземные виды. (представители: вошерия, ботридиум)