Некоторые виды водорослей, такие как диатомовые водоросли, обладают раковинами, состоящими из кремнезема. Эти раковины образуют сложные геометрические узоры и служат защитой для клеток, а также участвуют в фотосинтетических процессах.
Кроме диатомовых, раковины также встречаются у некоторых видов золотистых водорослей и синезеленых цианобактерий. Эти структуры помогают им сохранять стабильность и защищаться от неблагоприятных условий окружающей среды.
Водоросли
Водоросли – это низшие растения, у которых нет стебля, корня или листвы. Преимущественной средой обитания водорослей являются моря и пресные водоемы.
Отдел Зеленые водоросли
Зеленые водоросли бывают одноклеточными и многоклеточными и содержат хлорофилл. Размножаются зеленые водоросли половым и бесполым типом размножения. Зеленые водоросли обитают в водоемах (пресных и соленых), в почве, на скалах и камнях, на коре деревьев. Отдел Зеленые водоросли насчитывает около 20 000 видов и делится на пять классов:
1) Класс протококковые – одноклеточные и многоклеточные безжгутиковые формы.
2) Класс вольвоксовые – простейшие одноклеточные водоросли, имеющие жгутики и способные организовывать колонии.
3) Класс жаровые – имеют строение, похожее на строение хвощей.
4) Класс улотриксовые – имеют слоевище нитчатой или пластинчатой формы.
5) Класс сифоновые – класс водорослей, внешне похожих на другие водоросли, но состоящие из одной клетки, имеющей много ядер. Размеры сифоновых водорослей достигают 1 метра.
Отдел красные водоросли (багрянки)
Багрянки встречаются в теплых морях на больших глубинах. Этот отдел насчитывает около 4 000 видов. Слоевище красных водорослей имеет расчлененную структуру, крепятся к субстрату они с помощью подошвы или ризоида. В пластидах красных водорослей содержится хлорофиллы, каратиноиды и фикобилины.
Еще одной особенностью красных водорослей является то, что они размножаются с помощью сложного полового процесса. Споры и гаметы красных водорослей неподвижны, так как не имеют жгутиков. Процесс оплодотворения происходит пассивно путем переноса мужских гамет к половым органам женских особей.
Отдел бурые водоросли
Бурые водоросли – это многоклеточные организмы, имеющие желтовато-бурую расцветку за счет сосредоточения каротина в поверхностных слоях клеток. Насчитывается около 1,5 тысячи видов бурых водорослей, которые имеют самые различные формы: кустообразные, пластинчаты, шаровидные, корковидные, нитиевидные.
Благодаря содержанию газовых пузырьков в слоевищах бурых водорослей, большинство из них способны удерживать вертикальное положение. Клетки слоевища имеют дифференцированные функции: загасающую и фотосинтетическую. Полноценной проводящей системы у бурых водорослей нет, но в центре слоевища есть ткани, транспортирующие продукты ассимиляции. Питательные минеральные вещества всасываются всей поверхностью слоевища.
Разные виды водорослей размножаются всеми видами размножения:
— половым (изогамным, моногамным, гетерогамным);
— вегетативным (встречаются при случайном делении некоторых частей слоевища).
Значение водорослей для биосферы
Водоросли являются начальным звеном большинства пищевых цепей различных водоемов, океанов и морей. Водоросли насыщают атмосферу кислородом.
Водоросли активно используются для получения различных продуктов: полисахариды агар-агар и карраген, используемые в кулинарии и косметике, добывают из красных водорослей; альгиновые кислоты, также используемые в пищевой и косметической промышленности, добывают из бурых водорослей.
Строение водорослей
Водоросли относятся к низшим растениям, наиболее примитивным: у них отсутствует разделение организма на стебель, корень и листья. Спешу заметить, что термин "низшие растения" — отжившее понятие, использовавшееся в ботанике до второй половины XX века.
Современная биология не считает дифференциацию тканей определяющим различием, сейчас существенным считают фундаментальные различия в строение клеток, обмене веществ. Тем не менее, во многих устаревших пособиях этот термин используется, и я обязан предупредить вас о нем.
Наука о водорослях называется альгология (от лат. alga — морская трава, водоросль и греч. λόγος — учение).
Среди водорослей есть одноклеточные и многоклеточные, некоторые водоросли достигают в длину 100-200 метров. Способ питания водорослей автотрофный: они синтезируют органические вещества в процессе фотосинтеза. Солнечный свет, проходя через толщу воды, рассеивается, что делает фотосинтез с увеличением глубины все труднее и труднее. Поэтому кроме хлорофилла они часто имеют и другие пигменты.
Клетки водорослей характеризуются наличием клеточной стенки (из целлюлозы и гликопротеинов — от греч. glykys сладкий (углеводы) + греч. prōtos — первый, важнейший (белок)) Органоиды располагаются в цитоплазме (син. — внеядерной протоплазме), где также располагается(-ются) один или несколько хроматофоров. Размножение происходит бесполым, вегетативным или половым путем.
Тело водорослей представлено слоевищем (син. — талломом) — недифференцированным скоплением клеток. С помощью ризоидов (от др.-греч. ῥίζα — корень и εἶδος — вид) водоросли прикрепляются к субстрату (камням, коралловым полипам), функцию всасывания ризоиды не выполняют. У водорослей отсутствуют настоящие ткани, механических тканей нет, так как таллом водоросли поддерживается (парит) в толще воды. Нет проводящих тканей: каждая клетка имеет доступ к воде напрямую, так что в клетку из окружающей воды поступает кислород, а в воду удаляется углекислый газ.
Хроматофор (от греч. chroma — цвет и phoros — несущий) — органелла в клетке водоросли, аналогичная хлоропласту и осуществляющая фотосинтез. Отличается от хлоропласта упрощенным строением, меньшим размером и иным составом хлорофилла. Внешне отличаются между собой по форме, хроматофор может быть: чашевидный, спиралевидный, в виде незамкнутых колец, цилиндрические, лентовидные, дисковидные. В хроматофорах находятся пигменты, которые придают окраску растению.
Система вакуолей в клетках водорослей развита отлично, в подвижных клетках водорослей можно обнаружить пульсирующие (сократительные) вакуоли. Их основная функция — поддержание постоянного осмотического давления внутри клетки. Вообразите: в глубине пресного водоема (не моря — в море концентрация солей выше) находится клетка водоросли, в которую постоянно поступает много воды. Если бы не было таких сократительных вакуолей, то клетка просто лопнула бы, но их работа обеспечивает удаление избытка воды.
Также у многих подвижных водорослей в клетках присутствует светочувствительный глазок (стигма), что обуславливает их чувствительность к свету — фототаксис. Подвижные водоросли стремятся занять как можно более освещенное место, чтобы активно шел процесс фотосинтеза.
Жизненный цикл водорослей
Жизненные циклы водорослей разнообразны, обусловлены рядом экологических факторов. Мы разберем жизненный цикл на примере зеленой водоросли ульвы (морского салата).
Для начала отметим, что в целом жизненный цикл водорослей представляет собой чередование двух фаз: гаплоидной (гаметофита) и диплоидной (спорофита). Гаплоидной фазой называется фаза, при которой клеточные ядра содержат непарный (половинный) набор хромосом. К гаплоидной фазе всегда принадлежат гаметы: сперматозоиды, спермии (отличающиеся от сперматозоидов отсутствием жгутика), яйцеклетки.
При слиянии двух гамет: яйцеклетки (n) и спермия (n) образуется зигота (2n) из которой развивается спорофит (2n), таким образом, в спорофите восстанавливается диплоидный набор хромосом. В зооспорангии на спорофите в результате мейоза образуются зооспоры (n), которые делятся митозом, порастают и образуют мужские и женские гаметофиты (n). Клетки гаметофитов делятся митозом, образуются гаметы (n), которые сливаются в зиготу (2n), цикл замыкается.
Типы половых процессов
- Изогамия — копулирующие элементы (гаметы) не отличаются друг от друга, подвижны
- Анизогамия — от греч. anisos неравный и gamos брак (гетерогамия) — при таком типе копулирующие элементы различаются по размерам, форме, величине, поведению
- Оогамия — от др. греч. ᾠόν яйцо и γάμος брак — копулирующие элементы резко отличаются друг от друга: крупная женская гамета без жгутиков обычно с мужской мелкой подвижной гаметой. Допустимо считать оогамию в некотором смысле подтипом анизогамии.
Особо стоит выделить тип полового процесса — конъюгацию. Конъюгация отличается тем, что сливаются не гаметы, а обычные вегетативные клетки, лишенные жгутиков. Клетки соединяются друг с другом с помощью боковых выростов, формируется копуляционный (конъюгационный) канал, по которому содержимое из одной клетки перетекает в другую — образуется зигоспора. В дальнейшем из зигоспоры развивается новая водоросль.
Отметим, что зооспора представляет собой подвижную клетку, которая способна двигаться в воде с помощью жгутиков. Образуется она в зооспорангии. Зооспора участвует в бесполом размножении у многих водорослей и простейших грибов. У некоторых водорослей имеются апланоспоры (гр. aplanes неподвижный + spora семя) — неподвижные безжгутиковые споры. Зооспоры и апланоспоры выходят в окружающую среду, разрывая стенки спорангия, в котором они находятся.
Значение водорослей
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Общая характеристика водорослей: эвгленовые, золотистые, зеленые и другие представители
Какие бывают водоросли? Перечислим основные отделы водорослей и дадим краткую характеристику водорослей каждого отдела.
Основные водоросли и общая характеристика
Эвгленовые водоросли
Организмы, относящиеся к этому отделу водорослей, поддаются рассмотрению только с помощью микроскопа. Форма клеток этих организмов в большинстве случаев эллипсообразная и веретеновидная. Пигменты находятся в зеленых хроматофорах. Среди пигментов — хлорофиллы A и B, ксантофиллы, каротин.
У эвгленовых нет целлюлозной оболочки — вместо нее есть уплотненный слой цитоплазмы, а в некоторых случаях — панцирь.
Движутся эвгленовые путем изменения формы тела и движения жгутика, отходящего ото дна тела.
Размножаются эвгленовые водоросли делясь продольно пополам. Их можно найти в пресных, а иногда и в солоноватых водоемах.
Золотистые водоросли
Этот отдел водорослей имеет золотисто-желтый цвет. Фикохризин характеризуется наличием желтого пигмента и хлорофилла.
Золотистые водоросли — это одноклеточные подвижные формы (за редким исключением — неподвижные).
Их хроматофоры отличаются дисковидной и корытообразной формой и размещаются на внешнем слое протоплазмы. Целлюлоза и пектиновые вещества формируют оболочку.
Движение золотистых водорослей осуществляется за счет жгутиков. Как и эвгленовые, золотистые водоросли размножаются с помощью продольного деления пополам.
Обычная среда обитания — пресные водоемы. Редко — моря.
Пирофитовые водоросли
Пирофитовые водоросли отличаются желто-бурой окраской. У них есть 3 пигмента:
- хлорофилл;
- ксантофилл;
- перидинин.
Передвигаются пирофитовые с помощью двух жгутиков. Что касается целлюлозной оболочки, то она состоит из щитков.
Пирофитовые и диатомовые образуют планктон. Поэтому большинство таких водорослей обитает в морской воде и очень редко — в пресной.
Зеленые водоросли
Зеленые водоросли отличаются зеленым хроматофором и разнообразной формой. Пигменты одинаковые с эвгленовыми: каротин, ксантофилы, хлорофиллы A и B. У зооспор имеется от 3 до 4 жгутиков.
Практически у всех примеров зеленых водорослей одноядерные клетки. Очень редко встречаются многоядерные. Размножение происходит одним из 3 способов:
- Бесполым. Осуществляется путем изогамии, оогамии, гетерогамии, конъюгации.
- Половым. Происходит при помощи зооспор и апланоспор.
- Вегетативным. Новые колонии образуются в результате распада колоний или нитей.
Где обитают зеленые одноклеточные водоросли? Обычно это водоемы с пресной водой, отдельные моря, а также места с высокой влажностью.
Диатомовые водоросли
Диатомовые водоросли представляют собой водоросли разнообразной формы буро-желтого цвета — одноклеточные, колониальные и нитчатые.
В них содержатся такие пигменты как каротин, хлорофилл A и C, фукоксантин и прочие ксантофиллы. Оболочка диатомовых — кремнеземовый панцирь. Внутренняя пектиновая оболочка состоит из двух частей.
Этот отдел водорослей отличается симметрией: радиальной и двусторонней. Клетки передвигаются за счет перемещения протоплазмы по шву и узелкам (под ними понимают утолщенные оболочки). Те, у кого нет швов, передвигаться не могут.
В клетке диатомовых есть ядро и вакуоль. В вакуоле содержится клеточный сок.
Размножение этого вида происходит с помощью деления и полового способа.
Желто-зеленые водоросли
Такие водоросли отличаются зернистыми хроматофорами. Из пигментов выделяются хлорофиллы A и B, а также разнообразные каротиноиды. В оболочке содержатся пектиновые вещества.
Отличительная черта желто-зеленых водорослей — наличие двух жгутиков с зооспорами, которые различаются по строению и расположению. Именно этим они отличаются, к примеру, от зеденых.
Один из жгутиков длиннее и направлен вперед. Также у него есть отростки. Другой — короткий, направлен назад и отличается гладкостью.
Клетки желто-зеленых водорослей одноядерные.
Встречаются подвижные и неподвижные представители желто-зеленых водорослей. Размножаются они вегетативным и половым изогамным способами.
Основная среда обитания — планктон, пресная вода, море, почва, различные влажные места.
Бурые водоросли
Основные примеры бурых водорослей — это многоклеточные, морские формы, которые закрепляются на субстрате. Из пигментов бурых водорослей стоит назвать хлорофиллы A и B, каротины и бурые фукоксантины.
Для примеров бурых водорослей характерно разнообразие размеров: есть особи длиной несколько миллиметров, а есть и такие, что достигают в размерах несколько метров.
В клетке есть ядро, а хроматофоры — зернистые и бурого цвета.
По внешнему виду бурые водоросли похожи на кустик, пластинки или ленточки. Различаются стебли и листики.
Рост интеркалярный или верхушечный. Бурым водорослям характерны все три варианта размножения:
- половой. Это варианты изогамии, гетерогамии, оогамии;
- бесполый. Происходит с помощью зооспор или тетраспор;
- вегетативный. Основано на отделении таллома.
Размножение спорофитов происходит неполовым способом, а гаметофитов — половым.
Красные водоросли или багрянки
Представители красных водорослей отличаются всеми оттенками красного цвета. Но кроме этого примерами красных водорослей могут быть организмы желтоватой, оливковой и синевато-зеленой окраской.
Красные водоросли характеризуются наличием большого количества пигментов: хлорофилл A и D, коротины, ксантофиллы, фикоэритрин, синий фикоцианит. В большинстве случаев представители этого отдела — многоклеточные. У них одноядерные клетки и пектиновая оболочка. Что касается хроматофора, то он может быть трех видов: дисковым, пластинчатым, а иногда — звездчатым.
Красные водоросли похожи на кустики.
На представителях красных водорослей можно обнаружить листовые и стеблевые органы. В размерах эти организмы иногда достигают несколько метров.
Водоросли отличаются неподвижностью, поскольку закрепляются на субстрате. Обитают они морях и в пресных водоемах. Иногда поступают сообщения о красных водорослях на суше. В основном размножаются бесполым способом (без зооспор) и половым (оогамия). Иногда размножение вегетативное.
Сине-зеленые водоросли
Помимо сине-зеленой окраски, встречаются черно-зеленые и одивково-зеленые представители.
В пигменте есть хлорофилл A, синий фикоцианин, каротиноиды и небольшая часть красного пигмента фикоэритрина. Пектиновая оболочка покрывается слизью (как и у красных водорослей).
Отличительная характеристика сине-зеленых водорослей — отсутствие дифференцированного ядра, вакуолей и хроматофоров.
Цитоплазма поделена на 2 части:
- Периферическую (хроматоплазма). Здесь находятся пигменты и мембраны.
- Центральную (центроплазма). В ней находится составная часть ядра — нуклеопротеиды.
Основной способ размножения — деление клеток. В случае неблагоприятных условий — спорами. Половой вариант размножения не встречается.
Это только общая характеристика водорослей.