allr.genskov.ru
1. Водоросли и их отличие от других растений. 2. Способы питания водорослей. 3. Клетка водорослей. 4. Основные типы морфологической структуры тела водорослей. 5. Размножение и циклы развития водорослей. 6. Внешние условия жизни водорослей. 7. Систематический образ водорослей: * зелёные водоросли; * пирофитовые водоросли; * золотистые водоросли; * диатомовые водоросли; * жёлто – зелёные водоросли; * эвиленовые водоросли; * хоровые водоросли; * сине – зелёные водоросли; * бурые водоросли; * красные водоросли. 8. Распространённость водорослей в водоёмах. I. Водоросли и их отличие от других растений.
Мир водорослей огромен. Он занимает в растительном царстве совершенно особое, исключительное по своему значению место, как в историческом аспекте, так и по той роли, которая принадлежит ему в общем круговороте веществ в природе. Вместе с тем само понятие ''водоросли'' в научном отношении страдает большой неопределённостью. Это заставляет специально рассмотреть отличие относимых сюда растительных организмов от других представителей растительного царства Действительно, слово «водоросли» означает лишь то, что это растения, живущие в воде. Однако в ботанике этот термин применяется в более узком смысле, и не все растения, наблюдаемые нами в водоёмах, можно назвать водорослями. С другой стороны, именно водоросли мы часто попросту не замечаем в водоёмах, так как очень многие из них нелегко распознать невооружённым глазом. Приглядываясь к различным водоёмам, особенно к озёрам, мы прежде всего замечаем обилие растений. Некоторые из них прикреплены ко дну. К ним относятся, например, крупные зелёные скопления так называемой тины. Здесь же нередко встречаются и более крупные водоросли, состоящие из хорошо заметных на глаз простых или ветвящихся нитей, или совсем крупные хоровые водоросли, внешне похожие на хвощ. С другой стороны, значительное количество микроскопических водорослей, таких же как в водоёмах, произрастает и на суше: на поверхности почвы и в самой её толще, на деревьях, камнях. Правда, жизнь этих водорослей тоже тесно связана с водой, однако они могут довольствоваться только атмосферной и грунтовой влагой, росой. В отличие от ''водных'' водорослей, эти водоросли легко переносят высыхание и очень быстро оживают при малейшем увлажнении. В царстве растений водоросли относятся к обширному подцарству низших, или слоевцовых растений, куда входят также бактерии, грибы и лишайники. Как и все низшие растения, водоросли размножаются вегетативно или с помощью спор, то есть относятся к споровым растениям. Однако в физиологическом отношении водоросли резко отличаются от остальных низших растений наличием хлорофилла, благодаря которому они способны ассимилировать на свету углекислый газ. Кроме того, многие водоросли, обладающие хорошо развитым хлорофиллом, помимо фототрофного, могут быть свойственны и другие типы питания. Таким образом, исходя из сказанного, легко вывести точное научное определение водорослей. Водоросли – это низшие, то есть слоевцовые споровые растения, содержащие в своих клетках хлорофилл, и живущие преимущественно в воде. Такое определение, однако, не даёт представление о том огромном разнообразии в строении тела, которое свойственно водорослям. Здесь мы встречаемся и с микроскопическими организмами – одноклеточными и многоклеточными, и с крупными формами различного строения. Большого разнообразия достигают здесь способы размножения и строение органов размножения. Даже по окраске водоросли неодинаковы, так как одни содержат только хлорофилл, другие ещё ряд дополнительных пигментов, окрашивающие их в различные цвета. Разделение водорослей на систематические группы высшего ранга в основном совпадает с характером их окраски, связанной конечно, с особенностями строения. Водоросли разделены по 10 отделам: 1. сине – зелёные водоросли; 2. пирофитовые водоросли; 3. золотистые водоросли; 4. диатомовые водоросли; 5. жёлто – зелёные водоросли; 6. бурые водоросли; 7. красные водоросли; 8. эвшеновые водоросли; 9. зелёные водоросли; 10. хоровые водоросли. В научной литературе до сих пор продолжаются споры о положении в общей системе, с одной стороны, сине – зелёных водорослей и, с другой стороны, всех тех водорослей, которые представлены одноклеточными подвижными формами, снабжёнными органами движения – жгутиками (это почти все эвиленовые водоросли, большая часть пирофитовых и золотистых водорослей и отдельные классы жёлто – зелёных и зелёных водорослей). Действительно, сине – зелёные резко отличаются от других водорослей простотой внутренней организации клеток. Их клетки лишены оформленного ядра, что сближает их с бактериями. Вместе с бактериями сине – зелёные водоросли составляют раздел организмов, обозначенный как прокариоты, то есть ''доядерные'', в отличие от всех остальных растений и животных, обладающих оформленным клеточным ядром и обозначаемых как эукариоты. Что же касается жгутиковых форм водорослей, то здесь вопрос осложняется тем, что они во многих случаях близки к подобным же бесцветным формам, что дало повод для объединения всех их в общую систематическую группу ''жгутиковых организмов'' и включение в систему животного мира. С этих позиций мир водорослей как первичных фототрофных организмов един и целостен. Морфологическое многообразие его различных ветвей есть следствие эволюционного взрыва, вызванного появлением фотосинтеза, который обеспечил хлорофилоносным организмам успешное развитие в чисто абиотической среде. Учитывая особенности строения клеток сине – зелёных водорослей, следует думать, что возникновение хлорофилла произошло ещё на прокариотическом уровне, а наличие в настоящее время сходных хлорофилоностных и бесцветных эукариотических жгутиковых форм обусловлено морфологическим параллелизмом эволюционного развития в разных ветвях организмов. Во всяком случае, у водорослей подобное явление морфологического параллелизма распространено очень широко. Такая точка зрения хорошо подтверждается ещё и тем, что в пределах большинства вышеперечисленных отделов водорослей жгутиковые формы тесно связанны переходами с другими, типично ''водорослевыми'' структурами – неподвижными клетками, колониями и нитями. С другой стороны в пределах некоторых отделов имеются и безусловно вторичные обесцветившиеся формы. Таким образом, у нас нет оснований отказываться от рассмотрения водорослей как морфофизиологической целостности, от выяснения их многообразия в целом, происхождения и взаимных филогенетических связей. Точно так же с этих позиций целостности хорошо выявляются место и роль водорослей в природе: в историческом плане они представляют собой первый этап в развитии всего зелёного ствола растительного мира, а в общем круговороте веществ в природе играют огромную роль как первичное звено всех пищевых связей в водной среде и гигантский поставщик кислорода в атмосферу. Изучение всех этих вопросов составляет предмет особой науки – альгологии. II. Способы питания водорослей.
Несмотря на удивительное многообразие жизненных форм растений, большинство из них объединяет уникальная способность, которая определяется способом их питания. В отличие от животных организмов и многих бактерий, использующих для своей жизнедеятельности готовые органические соединения, у растений выработалась в ходе эволюции способность использовать для питания такие полностью окислённые вещества, как углекислота и вода, и создавать на их основе органические соединения. Этот процесс в природе осуществляется за счёт энергии солнечного света и сопровождается выделением кислорода. Использование световой энергии для биологических синтезов стало возможным благодаря появлению у растений комплекса поглощающих свет пигментов, важнейшим из которых является хлорофилл. Процесс светового и углеродного питания растений получил название фотосинтеза и в общем виде может быть записан следующим суммарным уравнением:
6CO2+12h3O ????
C6h3O6+6h3O+2815680 Дж
Из уравнения видно, что на каждые 6 грамм-молекул углекислоты и воды синтезируется грамм-молекула глюкозы (C6h3O6), выделяется 6 грамм-молекул кислорода и накапливается 2815680 Дж энергии. Таким образом, функция фотосинтеза растений является, по существу, биохимическим процессом преобразования световой энергии в химическую. Водоросли, уже простейшие из них – сине – зелёные, являются первыми организмами, у которых появилась в процессе эволюции способность осуществлять фотосинтез с использованием воды в качестве источника водорода и выделением свободного кислорода, то есть процесс, свойственный всем другим водорослям, а за ними и высшим растениям. Осуществляемый растениями в грандиозном масштабе процесс преобразования энергии света в химическую энергию продуктов фотосинтеза является практически единственным ''руслом'', через которое ''вливается'' в биологически приемлемой форме энергия, необходимая для поддержания жизни и круговорота веществ в биосфере нашей планеты. Именно поэтому выдающийся русский естествоиспытатель К.А. Тимирязев говорил о «космической роли зелёных растений». О размерах фотосинтетической деятельности растений в планетарном масштабе можно судить по тому, что весь кислород атмосферы Земли имеет, как сейчас доказано, фотосинтетическое происхождение. Залежи каменного угля представляют собой своеобразный ''запас'' некогда преобразованной в результате фотосинтеза растений солнечной энергии, складированный в определённые геологические эпохи. Второй особенностью питания водорослей и других растений, не менее важной, хотя и не такой специфичной, как фотосинтез, является их способность усваивать азот, серу фосфор, калий и другие минеральные элементы в виде ионов минеральных солей и использовать их для синтеза таких важнейших компонентов живой клетки, как аминокислоты, белки, нуклеиновые кислоты, макроэргические соединения, вещества вторичного обмена. Среди сине – зелёных водорослей имеются формы, способные осуществлять процесс фиксации свободного азота атмосферы и превращать его в органические азотные вещества своего тела. I. III. Клетка водоросли.
Клетка – основная структурная единица тела водорослей, представленных либо одноклеточными, либо многоклеточными формами. Особенность одноклеточных форм определяется тем, что здесь организмы состоят всего из одной клетки, поэтому в её строении и физиологии сочетаются клеточные и организменные черты. Мелкая, не видимая простым глазом одноклеточная водоросль выполняет роль своеобразной фабрики, которая добывает сырьё, его перерабатывает и производит такие ценные соединения, как белки, углеводы и жиры. Кроме того, важным продуктом её деятельности считается кислород. Таким образом, она активно участвует в круговороте веществ в природе. Одноклеточные водоросли иногда образуют временные или постоянные скопления в виде колоний. Многоклеточные формы возникли после того, как клетка проделала длительный и сложный путь развития в качестве самостоятельного организма. При знакомстве с водорослями бросается в глаза чрезвычайное разнообразие как форм, так и размеров их клеток. Наибольшая пестрота картин обнаруживается у свободноживущих одноклеточных водорослей. У водорослей, в отличие от высших растений, встречаются клетки, содержимое которых окружено лишь тонкой мембраной. Такие клетки обычно называют голыми. Они не способны сохранять свою форму и постоянно находятся в амёбоидном состоянии. Подобного рода клетки встречаются как среди одноклеточных, так и многоклеточных водорослей, чаще всего на стадии гамет и зооспор. Клетки некоторых водорослей (эвгленовых, жёлто – зелёных) помимо плазмалеммы, окружены кожистым, эластичным слоем. Этот слой получил название пелликулы, или перипласта. Он состоит из фибриллярного вещества и имеет сложную, многослойную организацию. Клетки с такой пелликулой обычно очень изменчивы по форме. Только толстая, похожая на панцирь пелликула может прочно её зафиксировать. На поверхности пелликулы иногда возникают складки, выросты в виде зубцов или утолщения, называемые чешуйками. Эти структуры в различных сочетаниях образуют самые причудливые узоры, придавая организму неповторимый облик. Но главная их функция – повышение прочности клеточного покрова. Последующим развитием растительной клетки следует признать появление на её поверхности покрова в виде оболочки – сначала пектиновой, а затем и целлюлозной. Преимущество этого образования состоит в том, что оно удачно сочетает в себе защитную и опорную функции с возможностью ростовых процессов и проницаемостью. Клеточные оболочки водорослей весьма разнообразны как по своему строению, так и по химическому составу. Толщина оболочки варьируется не только от вида к виду, но и даже в пределах одного вида в зависимости от возраста клетки. По времени заложения и особенностям роста различают первичные и вторичные оболочки. В активно делящихся клетках обычно образуется только первичная оболочка. Её рост идёт в двух направлениях: увеличивается поверхность и толщина. Вторичная оболочка подвергается гидратации, становится эластичной и получает возможность растягиваться. Оболочки многих водорослей снабжаются разного рода выростами в виде щетинок, шипиков и чешуек. Их роль для клетки неоднозначна: в одних случаях они выполняют защитную функцию, а в других обеспечивают оптимальные условия жизни. В любой клетке различают два тесно связанных друг с другом компонента: ядро и цитоплазму, причём от степени их развития зависит уровень организации клетки в целом. Водоросли – единственная группа растений, где представлены все известные в настоящее время типы клеточной организации: прокариотическая – у сине – зелёных водорослей, мезакариотическая – у панцирных жгутиковых, эукариотическая – у водорослей остальных отделов. У прокариот отсутствует морфологически оформленное ядро, а его функции выполняет состоящий из микрофибрилл ДНК нуклеоид. У большинства водорослей в клетке присутствует всего одно ядро, но известны случаи, когда их бывает два-три и больше. Клетки с несколькими десятками или сотнями ядер называют цепоидными. Примечательно, что эти водоросли возвращаются к одноядерному состоянию при образовании специализированных клеток бесполого и полового размножения. Форма, размеры и местоположение ядра в клетке сильно варьируется у разных водорослей, а также в зависимости от фазы развития, на которой находится тот или иной организм. Очень мелкие ядра характерны для большинства одноклеточных водорослей. В ядре у водорослей выявлены те же самые структуры, что и в ядре других эукариотов: оболочка, ядерный сок, ядрышко и включения хромотина. Второй компонент клетки – цитоплазма – состоит из гомогеного основного вещества и погружённых в него телец различного размера и формы: митохондрий, диктиосом, эндоплазматической сети. Этот основной набор органелл присущ клеткам не только растений, но и животных. В интенсивно растущих клетках, помимо перечисленных органелл, можно наблюдать хорошо развитую систему пузырьков, или вакуолей. Также у водорослей имеются хлоропласты. Они могут быть чашевидными, лентовидными, спиралевидными, пластинчатыми, звездчатыми. Как правило, в подвижных клетках у зелёных водорослей присутствует всего один хлоропласт, у водорослей из других отделов их бывает два и больше, у молодых эвиленовых от 50 до 80, а в старых 200 – 300. Хлоропласты занимают в клетке либо центральное, либо постенное положение. В строении хлоропласта, помимо пластичных структур, выявлены более плотные зоны, представляющие собой скопление ДНК, многочисленных рассеяных мелких частиц – рибосом, глобул различного размера, формы и состава, которые образуются в ходе фотосинтеза. Существуют подвижные и неподвижные клетки. Перемещение в жидкой среде осуществляется при участии особых структур, представляющих собой либо временные, либо постоянные выросты клетки. Ресничками называют многочисленные короткие образования, совершающие энергичные колебательные движения. Псевдоусики или ложные реснички, имеют вид длинных, очень тонких, неподвижных волосков, которые обнаруживаются чаще всего только после подкраски. Под жгутиками понимают длинные малочисленные образования, с меньшей, чем у ресничек частотой биений и с волнообразным характером движения. Перечисленные образования – единственные клеточные структуры, расположенные за пределами самой клетки. Среди водорослей чаще всего встречаются формы двух- или одножгутиковые, реже четырёх-, восьмижгутиковые и совсем единичные с большим числом жгутиков. У некоторых золотистых водорослей между двумя подвижными жгутиками располагается третий – неподвижный жгутик. С его помощью клетка прикрепляется к субстрату. Жгутики бывают гладкими или опушёнными. Опушённым обычно оказывается двигательный жгутик. Причём бывает, что у некоторых водорослей жгутики одновременно несут чешуйки, но чаще имеется какой-то один тип образований. В настоящее время не вызывает сомнения, что водоросли дали начало наземным растениям, проложив им дорогу на сушу. Этот акт подготавливался во время всего хода развития водорослей, в котором решающая роль, по-видимому, принадлежит клетке. Большое разнообразие строения, состава и свойств отдельных клеточных компонентов свидетельствует о том, что здесь шел интенсивный формообразовательный процесс. IV. Основные типы морфологической структуры тела водорослей.
В отличие от высших растений целиком и полностью характеризующихся одним листостебельным типом строения, водоросли в пределах слоевцового типа строения обнаруживают исключительное морфологическое разнообразие. Тело водорослей, как уже упоминалось, может быть всех четырех степеней сложности, вообще известных для организмов – одноклеточным, колониальным, многоклеточным и неклеточным. Их размеры в пределах каждой из этих форм отличаются огромным диапазоном – от микроскопических, до очень крупных. Так некоторые виды зеленой одноклеточной водоросли синехотистис едва достигают 1 мкм, одноклеточные зелёные водоросли из рода хлорелла могут быть в 2 мкм, а длинна клеток, часто составляет 15 – 20 см. Однако самыми крупными размерами отличаются многоклеточные морские бурые водоросли, слоевища которых у отдельных видов могут достигать в длину 30 – 45 см. Водоросли поражают многообразием своего внешнего облика. Вместе с тем всё это исключительное многообразие имеет в своей основе несколько хорошо обособленных типов морфологической структуры, являющихся выражением главнейших ступеней морфологической дифференциации тела водорослей в процессе эволюции. Важно отметить, что эти ступени то в большей, то в меньшей степени повторяются в разных отделах водорослей, что свидетельствует об известном параллелизме эволюционного развития в пределах этих отделов. В настоящее время различают 9 основных типов морфологической структуры тела водорослей. Из них 4 относятся к одноклеточным формам, 1 – к неклеточным, остальные 4 – к многоклеточным. 1. Амёбоидная структура представлена одноклеточными организмами; 2. Монадная структура свойственна одноклеточным организмам; 3. Коккоидная структура характеризуется отдельными клетками; 4. Палынелоидная структура представляет собой усложнённый; вариант коккоидной структуры; 5. Нитчатая структура представлена талломами; 6. Разнонитчатая структура представлена талломами; 7. Пластинчатая структура характеризуется многоклеточными слоевищами в форме пластиков; 8. Сифональная структура представляет собой особый тип строения, свойственный только некоторым водорослям и нередко называемый неклеточным; 9. Хорофитная структура свойственна только хоровым водорослям. V. Размножение и циклы развития водорослей.
Воспроизведение себе подобных у водорослей совершается посредством вегетативного, бесполого и полового размножения. Вегетативное размножение одноклеточных водорослей заключается в делении особей надвое. У многоклеточных водорослей оно происходит несколькими способами. Например, делению нитей сине – зелёных водорослей на части нередко предшествует отмирание отдельных клеток. Хоровые водоросли образуют одноклеточные и многоклеточные клубеньки, дающие развитие новым растениям. У ряда нитчатых водорослей отдельные клетки округляются, накапливают большое количество запасных питательных веществ и пигментов, одновременно происходит утолщение их оболочки. Вегетативное размножение, в сущности, представляет собой форму бесполого размножения, осуществляемого вегетативными частями. Бесполое настоящее размножение сопровождается, во-первых, выходом продуктов деления из оболочки материнской клетки, во-вторых, делением протопласта клетки на части. Бесполое размножение водорослей происходит посредством спор или зооспор. Сине – зелёные водоросли являющиеся прокариотами, имеют два рода спор – эндоспоры и экзоспоры. Эндоспоры образуются по нескольку в клетках в результате дробления содержимого. Экзоспоры возникают как вырост на вершине клетки. Споры и зооспоры обычно выходят в воду целой группой, окружённой слизистой оболочкой, которая вскоре раскрывается. На выходе, зооспоры находясь ещё в общей оболочке, начинают активно двигаться, а после разрыва оболочки моментально расплываются в разные стороны. Подобным образом выходят и гаметы при половом размножении. Половое размножение заключается в слиянии двух клеток (гамет), в результате чего образуется зигота, вырастающая в новую особь. У водорослей половое размножение бывает нескольких типов. У одноклеточных жгутиковых водорослей половой процесс сводится к слиянию двух особей, этот процесс называют гологамией. Гораздо чаще половое размножение у водорослей связанно с дроблением содержимого клеток и образованием внутри их специализированных половых клеток – гамет. У всех водорослей, кроме красных водорослей, мужские гаметы имеют жгутики, а у гамет противоположного пола они имеются не всегда. Зачатки водорослей в виде спор, гамет и зигот не совсем стихийно разносятся водой. Они обладают различного рода таксисами, определяющими направление их движения в зависимости от внешних раздражителей: света, температуры, химических веществ, содержащихся в воде. Течения служат основным средством переноса зачатков на большие расстояния. Зооспоры сохраняют жизнеспособность в течение нескольких дней. Более длительное перемещение зачатков водорослей происходит плодоносящими слоевищами или их частями. Для прорастания спор и зигот водорослей требуется комплекс условий, включающий определённые значения температуры, освещённости, содержания биогенных и биологически активных веществ. В противном случае они не прорастают. При этом зиготы некоторых водорослей сохраняют жизнеспособность в течение трех – четырёх месяцев. Воспроизведению и сохранению некоторых водорослей в неблагоприятных условиях способствует образование цист. Они наблюдаются у золотистых, жёлто – зелёных, диатомовых водорослей. В каждой клетке формируется одна циста. Содержимое клетки округляется, и вокруг неё вырабатывается твёрдая оболочка. При прорастании цист образуется одна особь, реже несколько. I. VI. Внешние условия жизни водорослей.
Для водорослей, как фототрофных организмов, первым условием существования является наличие света, источников углерода и минеральных веществ, а основной средой жизни для них служит свободная вода. Однако это справедливо не для всех, но для большинства водорослей и не исчерпывает всего многообразия наблюдающихся у них способов питания и мест поселения. Кроме того, на жизнь водорослей оказывают большое влияние и другие химические и физические факторы внешней среды – химический состав субстрата, температура, весьма различные в разных местах. Физиологическая пластичность водорослей и их приспособленность к разным экологическим условиям поистине огромна. В силу широкой приспособленности к внешним условиям водоросли в своём расселении по земному шару распределяются в разнообразные экологические группировки, характеризующиеся более и менее определённым составом слагающих их водорослей, приспособленных к определённой амплитуде экологических факторов. Одним из важнейших факторов в распределении водорослей является общая солёность воды. Основную массу природных бассейнов, составляют бассейны морские со средней солёностью 35 г. солей на 1 л. воды и бассейны пресноводные, в которых содержится солей примерно 0,01 – 0,5 г. на 1 л. воды. Это определяет разделение водорослей на морские и пресноводные, и только очень немногие из них, могут жить как в одной, так и в другой среде. Так, например, почти все бурые и красные водоросли обитают в морях, около половины диатомовых водорослей живёт в морской, другая половина – в пресной воде. В пределах каждого бассейна водоросли могут населять толщу воды, свободно плавать в ней, составляя группировку, называемую планктоном. Однако водоросли могут жить не только в водоёмах. При наличии хотя бы периодического увлажнения многие из них успешно развиваются на различных наземных предметах – скалах, коре деревьев. Вполне благоприятной средой для развития водорослей служит также толща почвенного слоя. Таким образом, здесь рассматриваются следующие экологические группировки, или сообщества водорослей: 1. планктонные водоросли; 2. бентосные водоросли; 3. наземные водоросли; 4. почвенные водоросли; 5. водоросли горячих источников; 6. водоросли снега и льда; 7. водоросли солёных водоёмов; 8. водоросли в известковом субстрате.
VII. Систематический образ водорослей.
Зелёные водоросли – одноклеточные, колониальные и многоклеточные формы, разнообразного строения, зелёного цвета. Продукт ассимиляции – крахмал, мука, масло. Имеются как подвижные формы со жгутиками на переднем конце клеток, так и неподвижные, прикреплённые или пассивно плавающие. Размножение вегетативное, бесполое и половое. У ряда форм имеется чередование бесполого и полового размножения. Зооспоры и гаметы с 2 или 4 жгутиками, расположенными на переднем конце. Пресноводные и морские водоросли.
К отделу пирофитовых относятся весьма своеобразные, одноклеточные водоросли. Они представляют собой неоднородную группу. У громадного большинства представителей этого отдела в строении клеток отчётливо выражены спинная, брюшная и боковые стороны. Особо следует сказать о хлоропластах. По разнообразию их окраски пирофитовым принадлежит первое место среди водорослей. Обычно хлоропласты окрашены в оливковый, бурый или коричневый цвет. Громадное большинство пирофитовых водорослей характеризуется жгутиками. Продуктом ассимиляции является крахмал или масло, изредка лейкозин и валютин. Размножение в основном вегетативное. Реже наблюдается бесполое размножение. Половой процесс достоверно неизвестен. Пирофитовые водоросли широко распространены в водоёмах и обитают в пресных и солоноватых водах, как и в морях.
К отделу золотистых относятся водоросли, преимущественно микроскопические, хлоропласты которых окрашены в золотисто – жёлтый цвет. В зависимости от пигментов окраска водорослей может приобрести различные оттенки: от чисто– золотисто – жёлтой до зеленовато – жёлтой и золотисто – бурой. В процесс фотосинтеза в клетках золотистых водорослей вместо крахмала вырабатывается особый углевод – лейкоцин. Живут преимущественно в чистых пресных водах. Небольшое число их обитают в морях и солёных озёрах. Золотистые водоросли бывают одноклеточными, колониальными и многоклеточными. Многие виды снабжены жгутиками. Размножаются золотистые водоросли простым делением клетки. Наблюдается также бесполое размножение.
Диатомовые водоросли – это совершенно особая группа одноклеточных организмов, одиночно живущих или объединенных в колонии различного типа: цепочки, нити, ленты, звёздочки. Окраска хлоропластов у диатомовыз водорослей имеет различные оттенки жёлто – бурого цвета в зависимости от набора пигментов. В процессе фотосинтеза у диатомовых водорослей образуется масло в виде капелек различной величины. Чаще всего диатомовые размножаются вегетативным делением клетки на две половины. Большинство диатомовых водорослей передвигаются по субстрату толчками вперёд, назад и слегка в сторону. Диатомовые водоросли живут повсюду. Водная среда – основное и первичное их место обитания.
К отделу жёлто – зелёных водорослей относятся водоросли, хлоропласты которых окрашены в светло- или тёмно – жёлтый цвет, очень редко зелёный и лишь иногда голубой. Окраска эта определяется наличием в хлоропластах основного элемента – хлорофилла. Кроме того, у них в клетках отсутствует крахмал, а в качестве основного продукта ассимиляции накапливаются капли масла и лишь у некоторых глыбки лейкоцина и валюцина. Встречаются они главным образом в чистых пресноводных водоёмах, реже в солоноватых водах и морях. Отличительной особенностью жёлто – зелёных водорослей является наличие жгутиков. Именно этот признак в своё время послужил основанием для того, чтобы назвать эту группу водорослей разножгутиковыми. Помимо различий в длине, жгутики здесь различаются и морфологически: главный жгут состоит из оси и перисто расположенных на ней мерцательных волосков, боковой жгут бичевидный. Размножаются жёлто – зелёные водоросли простым делением клетки или распадом колоний и многоклеточных талломов на отдельные части. Наблюдается также бесполое размножение. Половой процесс известен лишь у немногих видов.
Эвиленовые водоросли – обычные обитатели небольших пресных стоячих водоёмов. Форма тела эвиленовых водорослей хорошо приспособлена к движению в воде. Движение эвиленовых водорослей совершается с помощью жгута. Процесс размножения у эвиленовых водорослей наблюдается обычно вечером или рано утром. Заключается он в делении особи надвое.
Хоровые водоросли – представляют собой совершенно своеобразные крупные растения, резко отличающиеся от всех остальных водорослей. Они широко распространены в пресноводных прудах и озёрах, особенно с жёсткой известковой водой. Набор ассимиляционных пигментов сходен с таковым у зелёных водорослей. При размножении этих клеток их ядра делятся метотически. Количество выявляющихся при этом хромосом у разных видов различное, от 6 до 70.
Сине – зелёные водоросли – старейшая группа организмов. Сине – зелёные водоросли встречаются во всевозможных и почти невероятных для существования местах обитания, на всех континентах и во всевозможных водоёмах Земли. Окраска их варьируется от чисто-сине-зелёной до фиолетовой или красноватой, иногда до пурпурной или коричневато-красной. Самым обычным типом размножения у сине-зелёных водорослей является деление клеток надвое. Сине-зелёные водоросли размножаются и другими способом - образованием спор. Известно, что большинство сине-зелёных водорослей способно синтезировать все вещества своей клетки за счёт энергии света. Отдел сине-зелёных водорослей считают старейшей группой автотрофных растений на Земле (примитивное строение клетки, отсутствие полового размножения, жгутиковых стадий). По цитологии сине-зелёные водоросли сходны с бактериями.
Бурые водоросли - многоклеточные организмы сложного строения, бурого и синевато-бурого цвета. Продукт ассимиляции - полисахариды, масло. Бурые водоросли - неподвижные, прикреплённые формы. Размножение вегетативное, бесполое и половое, с чередованием гаметофита и спорофита. При половом размножении развиваются изогаметы, гетерогаметы или антерозоиды с яйцеклетками. Зооспоры и гаметы снабжены двумя жгутиками, расположенными с боков, неравной длинны и направленными в разные стороны. Бурые водоросли живут в основном в море, за исключением нескольких пресноводных видов.
Красные водоросли - многоклеточные, очень редко одноклеточные, сложного строения, красного или голубоватого цвета. У громадного большинства красных водорослей зигота не сразу прорастает в новое растение, а проходит очень сложный путь развития, прежде чем из неё образуются новые споры, прорастающие уже в новые растения. Споры собранны в компактные группы, носящие название цистокарпа, последний часто имеет специальную оболочку. Цистокарп всегда тесно связан с тем растением, на котором происходило оплодотворение яйцеклетки и дальнейшее развитие зиготы. I. VIII. Распространённость водорослей в водоёмах.
Водоросли - одни из древнейших организмов, населяющих нашу планету. Пожалуй, только бактерии могут поспорить с ними в древности происхождения и длительности существования. В прошлые геологические эпохи, как и в настоящее время, водоросли населяли океаны, реки, озёра и другие водоёмы. Обогатив атмосферу кислородом, они вызвали к жизни мир разнообразных животных и способствовали развитию аэробных бактерий; они явились родоначальниками растений, заселивших сушу, и как это не удивительно, создали могучие толщи горных пород. В воде и на суше, в снегах, льдах и горячих источниках, по всему земному шару - от просторов Северного Ледовитого океана и его островов, до тропиков, и от тропиков до снегов и скал Антарктиды, от морских глубин до высоких гор - всюду мы находим водоросли. Их микроскопические размеры способствуют переносу на большие расстояния. Водные течения разносят их по морям и океанам. Такую же роль выполняют рыбы, особенно проходные. Выброшенные из воды на берег и высохшие, подхваченные с илом и пылью с поверхности скал и почвы ветром и птицами - водоросли переносятся на большие расстояния. Пути и способы распространения водорослей исключительно многообразны и полностью обеспечивают их повсеместное разнесение. Наиболее общим выражением их является распределение водорослей по широтным зонам: в тёплых тропических морях, где условия более благоприятны, мы находим и большее количество видов; в холодных арктических морях флора водорослей по видовому составу значительно беднее. Распространённые по всему земному шару, водоросли, несомненно должны играть значительную роль в жизни природы. На первый взгляд водоросли малозаметны и роль их кажется незначительной, и только в исключительных случаях, как, например, в густых зарослях морских макрофитов или при "цветении" воды, вызываемом планктонными водорослями, они поражают своим изобилием. Произведённые подсчёты показывают, что в масштабе всей Земли роль водорослей в общем балансе живого вещества оказывается поистине огромной. Основное значение водорослей в жизни природы вытекает из их физиологических особенностей как зелёных растений: подобно высшим зелёным растениям на суше, водоросли в воде являются основным созидателем органического вещества. Таким образом, можно сказать, что весь остальной мир современных живых существ воды в той или иной мере обязан своим существованием водорослям, так как водоросли, благодаря содержанию в них хлорофилла, способны созидать органические вещества своего тела из неорганических веществ окружающей их воды. Следовательно они являются в воде производителями той первопищи, которой в дальнейшем пользуются все остальные лишённые хлорофилла водные организмы. Огромное значение имеет также то обстоятельство, что водоросли в процессе фотосинтеза выделяют свободный кислород, необходимый для дыхания водных организмов, как животных, так и растительных.
Список используемой литературы.
"Жизнь растений - водоросли" А.А. Фёдоров, А.Л. Курсанов, Н.В. Циуин, М.В. Горленко, С.Р. Жилин. Москва - Просвещение - 1977 год "Ботанический атлас" Н.А. Монтеверде "Малая современная энциклопедия" Б.А. Введенский (27 октября 1958 года)
??
??
??
??
2
www.ronl.ru
Водоросли – организмы, живущие за счёт фотосинтеза. Благодаря хлорофиллу, имеющемуся в их клетках, они могут создавать своё органическое тело из неорганической материи, которая есть в окружающей их среде. А чтобы процесс фотосинтеза протекал свободно, для этого нужен свет. Кроме света необходимо достаточное количество минеральных веществ и источников углерода. Непременным элементом для жизни этих живых организмов является вода. Существуют и другие типы водорослей, у которых бытие и условия жизни несколько отличаются от основной массы, но, в большинстве случаев, развитие водорослей зависит от схожих факторов внешней среды. Каждая форма водорослей приноровилась к определённой интенсивности света. Каким-то видам нужно больше света для жизни и размножения, а есть виды, которые могут и погибнуть от чрезмерно яркого света. Помимо интенсивности света на рост и жизнедеятельность влияет фотопериод. Оптимальным считается соотношение, когда 16 часов идёт воздействие светом, а 8 часов – темнотой. Но водоросли приспосабливаются и к полярной ночи, переходя с фотосинтеза (усвоения углекислоты и питание неорганической пищей) на получение энергии из готовых органических веществ. Ультрафиолет влияет на развитие и выход спор, а также на другие фазы жизненного процесса. Жизнь и размножение водорослей подчинена химическому составу среды обитания. Здесь водоросли разбиты на группы, одни живут в солёной воде – это морские водоросли, другие – в пресной. Существует ещё и третья, самая "скромная" группа, водоросли, отнесённые к ней, способны жить в любой воде. Есть особый вид водорослей, они живут на суше. Для их существования также нужны свет, вода и неорганические вещества. Они жизнестойки и даже при незначительном попадании на них воды неплохо развиваются, к примеру, на деревьях или скалах. Многие виды водорослей облюбовали, богатый минералами, слой почвы. Температура также обнаруживает влияние на рост, распространение, определение среды обитания и видов водорослей. Наличествует ещё и конкуренция за жизненное пространство с другими организмами и видами. Так выделения одних водорослей могут разрушать споры других. На число водорослей воздействуют морские животные, для которых эти организмы являются пищей.
Зеленые водоросли.
Зелёные водоросли – это организмы зелёного цвета, по строению и форме они самые разные. Помимо одноклеточных зелёных водорослей существуют многоклеточные, колониальные. Эти формы жизни бывают подвижные и неподвижные. Неподвижные или свободно плавают, или прикрепляются к чему-либо. У подвижных же есть особые жгутики. С помощью них эти водоросли могут перемещаться в пространстве. Размножаться зелёные водоросли могут разными путями, например, вегетативно. Некоторые виды последовательно сменяют половое размножение с бесполым. Другие же пользуются только каким-то одним видом размножения. Зелёные водоросли водятся как в пресных водоёмах, так и в солёных морях. Летом, когда тепло, можно часто видеть, как «цветёт» вода в лужах или в пруду. Это размножается водоросль – одноклеточная хламидомонада. На самой поверхности воды, где много света, любит жить хлорелла, также она может облюбовать стволы деревьев, разместившись в капельках дождя и образовав зелёный налёт на коре. Хлорелла выделяет очень много кислорода. Вольвокс – ещё одна разновидность зелёных водорослей – живёт целыми колониями в водоёмах. Внешне эти колонии напоминают ёлочные шарики, все клетки в них работают очень слаженно и соединены друг с другом мостиками цитоплазмы. Дальше в глубине располагаются многоклеточные зелёные водоросли. Это нитчатый улотрикс. Своими волосковидными образованиями (ризоидами), используемыми, как корни у обычных растений, улотрикс прикрепляется под водой к корягам или камням. Многоклеточная зелёная водоросль спирогира напоминает комок ваты. Эта водоросль имеет большое ядро с ядрышком. Размножается она двумя способами: как половым, так и бесполым. Половое размножение происходит осенью. Существуют ещё шаровидные крошечные водоросли протококкус, напоминающие светло-зелёную слизь. Сифоновые водоросли любят солнечные места, выглядят, как тёмно-зелёные разветвлённые нити. Ветвящиеся нежно-зелёные или серые кусты размером в 2-3 см, прикреплённые к листьям в воде или корягам, это кладофора. В морях и океанах у самой поверхности, где вода хорошо прогрета и освещена, живёт и размножается планктон. Он заключается из одноклеточных водорослей самых разнообразных видов, в том числе есть там и зелёные водоросли. Планктон является пищей для ракообразных и китов.
Пирофитовые водоросли.
Эти виды водорослей водятся и в морях с солёной водой, и в пресноводных водоёмах. Пирофитовые водоросли (их ещё зачастую именуют динофитовыми)– колониальные одноклеточные живые образования. Множаться спорами и делением. Своим «цветением» вода обязана и этому виду тоже. Кстати, гибель рыб иногда происходит по вине этих водорослей. Водоросли этого типа очень древние. В отлично сохранившемся состоянии их нашли учёные в отложениях, относящихся к меловому и юрскому периодам. Много споров и расхождений по поводу процесса развития этого вида во время всего бытия жизни на земле. Учёные могут высказывать только предположения о происхождении этих водорослей, склоняясь к тому, что это или полностью изолированный тип водорослей, или имеющий сходство с Chrysophyta. Это самый своеобразный тип водорослей, отличающийся большим многообразием. У большей части этих организмов хорошо выражены боковые стороны, а также брюшные и спинные. Богатством окраски они перещеголяли всех остальных представителей мира водорослей и по праву могут занять здесь первое место. Хлоропласты (особые тельца в клетке водоросли, где содержится хлорофилл) могут быть коричневыми, а также бурыми и оливковыми. Наши отечественные учёные разделили тип этих водорослей на два подтипа. Подтип динофитовые имеет жгутики. Чаще этих жгутиков два, иногда бывает один. Благодаря жгутикам водоросли движутся. Кроме этого, у них своеобразный тип питания. Жгутики и необычный способ питания имеют животный признак, но строение клеток всё-таки больше схоже с растениями. Поэтому учёные решили причислить эти виды живых существ к водорослям. Размножаются они делением. Второй тип - одноклеточные неподвижные колониальные живые организмы, множатся при помощи зооспор и спор. Иногда бывают нитчатые водоросли. В большинстве своём пирофитовые организмы голые, некоторые покрыты оболочкой-панцирем. Хлоропласты имеют пигмент бурого цвета и хлорофилл, обладают примитивным ядром. Пирофитовые водоросли являются пищей для беспозвоночных животных.
Золотистые водоросли.
Золотистые – это водоросли, хлоропласты которых наделены жёлто-золотистым цветом. Красящий пигмент в составе клеток бывает разным по оттенкам: встречается жёлто-зелёный цвет, может быть золотисто-бурый, а также яркий золотистый.
Это, как правило, одноклеточные организмы, иногда встречаются многоклеточные. Живут колониями, попадаются виды, имеющие жгутики. Автотрофные, т.е. создающие органические вещества из веществ неорганических. Углерод для создания своего тела такие существа берут из углекислоты, содержащейся в воде. Очень редко, но, всё же, встречаются золотистые водоросли гетеротрофы, т.е. питающиеся органическими веществами. Излюбленной средой обитания являются пресные воды, но бывает, что золотистые водоросли живут и в солёных водоёмах, и в морях. Эти водоросли расселились по всему земному шару, но в умеренной зоне их всё же больше. Этот довольно распространённый вид планктона является бесценной фабрикой по производству органических веществ, употребляемых в пищу животными. Размножаются зооспорами или делением клетки надвое. В результате фотосинтеза клетки этих водорослей производят не крахмал, а лейкоцин (особенный углевод). Клетка этих водорослей состоит из одного ядра, одной или пары вакуолей и одного (иногда двух) хлоропласта. У некоторых водорослей хлоропласт имеет глазок красного цвета. Помимо хлорофилла в хлоропластах есть каротин. Под микроскопом клетки этих водорослей, когда они живые, очень интересно и красиво смотрятся, словно отражают солнечные лучи. Однако, мёртвые клетки отдают золотистую окраску воде и становятся зелёными, т.к. проявляется хлорофилл. Снаружи клетки золотистых водорослей имеют самый разный вид. Некоторые покрыты твёрдой оболочкой со слизью, другие имеют жгутики самой разной формы, третьи образуют известковые отложения. Есть жгутиковые формы водорослей с кремниевым скелетом. А у высокоорганизованного вида есть чешуйчатый кремниевый панцирь (иногда с шипами). Схожесть пигментов, наличие кремния и похожих запасных веществ позволяют сделать вывод, что золотистые водоросли могут быть родственниками диатомовых, а также бурых и жёлто-зелёных водорослей.
Диатомовые водоросли.
Эти виды водорослей относятся к древнейшим жителям планеты и являются одним из самых многочисленных представителей фитопланктона. Их насчитали боле 25 тысяч разновидностей. Эти существа весьма необычны. Помимо того, что они очень маленькие (литр воды, собранный в нескольких метрах от поверхности океана, содержит около десяти миллионов этих водорослей), они ещё "одеты" панцирем из кремнезёма, который оберегает
их одноклеточное жидкое тело. Панцирь включает створки, входящие одна в другую. По цвету эти водоросли жёлто-бурые. В процессе своей жизнедеятельности образуют масло в виде небольших капелек. Большая часть диатомовых водорослей может перемещаться по дну толчками. Диатомеи расселились по всей земле и встречаются не только в океане, но и в пресных водоёмах, ручьях, озёрах и реках. Их находят в лужах, влажной земле, в некоторых болотах, на скалах. В тропиках они живут на деревьях и кирпичных домах. Они также находятся в толще дна озёр и морей. Диапазон температур, при которых они живут, обширный: выдерживают эти растения и 50 градусов по Цельсию в горячих источниках, и низкую температуру на поверхности льда и снега. Развиваясь на льду, они способствуют его быстрому таянию. Часть этих водорослей живёт колониями, формируя красивые и разнообразные формы. Размножаются эти водоросли весьма быстро путём деления. Происходит это примерно каждые шесть часов и за полмесяца одна клетка превращается в триллионы других. Несколько поколений спустя диатомеи могут размножаться уже и половым способом. На Земле образовались целые горы отложений этих водорослей, это панцири древних диатомей, когда-то живших в морях. Эти слои диатомита используют в промышленности. Из них делают лёгкие пористые кирпичи, добавляют в цемент, используют как фильтр в производстве масел, а также применяют в химической и сахарной отрасли. Применение нашлось и в стекольной промышленности, а если кремнезём растолочь, что получится отличное полирующее средство. Им Страдивари полировал деревянную поверхность своих инструментов.
Желто-зеленные водоросли.
Хлоропласты у жёлто-зелёных водорослей славятся жёлтым цветом разных оттенков, редко можно увидеть голубые или зелёные водоросли этого вида. Большинство из них причисляются к планктонным водорослям. Эти водоросли распространились везде, но предпочитают они пресные и чистые водоёмы. Их можно увидеть в виде нитчатых концентраций в зарослях обычных водных растений по берегу пруда, реки или озера. Иногда их встретить можно в кислой, солёной и щелочной воде, в почве они обитают всегда. Многие из них одно время входили в отдел зеленых – это из-за сходства с последними. Но желто-зеленые разнятся от зеленых: у них жгутики отличаются строением и длиной.
Главный жгутик имеет ось и волоски, боковой – гладкий и короткий, поэтому такие водоросли часто называют разножгутиковыми. Подвижные формы
имеют красный глазок. Клетки этих организмов не образуют крахмал, вместо крахмала появляется масло, а иногда углеводы. Клеточные оболочки самые разные: тонкие, плотные, двустворчатые или цельные. Плотные оболочки покрываются кремнием, известью или солью железа. Размножаться могут жёлто-зелёные водоросли вегетативно: клетка делится на две в продольном разрезе. Также идёт бесполое размножение апланоспорами и зооспорами. Размножаться половым способом эти водоросли тоже могут, но только некоторые виды. Один из представителей этих водорослей – ботридиопсис. Это одноклеточная водоросль, повсеместно живёт на дне водоёмов в зарослях около берега, в почве. В больших количествах встречается редко, но если произойдёт её массовое размножение, то вода примет салатовый оттенок. Есть интересная водоросль миксохлорис, которая прижилась внутри клеток листьев сфагнового мха. Тело этой водоросли состоит из плазмодия с множеством ядер. Осенью формируются цисты, а весной из них появляются амёбы или зооспоры, которые поселяются в полых листовых клетках мха. Там они сливаются вместе и образуют плазмодий. Интересен ботридиум. Он выглядит, как пузырьки на влажном берегу или по краю луж. Когда этот пузырь заливается дождём, в нём образуются споры, которые выходят через отверстие вверху. Так происходит расселение спор.
Эвгленовые водоросли.
Эвгленовые водоросли – это одноклеточные организмы, временами живущие колониями. Эти водоросли обитают в пресных водоёмах с застоявшейся водой. Умеют двигаться с помощью подвижных жгутиков. Наружный скелет водорослей состоит из пелликулы белкового состава, поверх которой находится плазматическая мембрана. Эвгленовые водоросли имеют микроскопические размеры. Хлоропласты могут отсутствовать, но, когда они наличествуют, могут быть как зелёными, так и бесцветными. Размножение происходит делением взрослой особи надвое, лишь совсем немногие водоросли этого вида размножаться могут половым путём. Если эвгленовая водоросль попадает в неблагоприятную среду, она свой жгутик отбрасывает и образует цисту. Насчитывают около девятисот видов таких водорослей, и только триста из них живут при помощи фотосинтеза, производя кислород и создавая органические вещества. Значительная часть этих живых существ
принадлежит к гетеротрофным видам, не производящим кислород и питающихся готовой органикой. Эвглена зелёная, если долго будет
находиться в темноте, утратит способность к фотосинтезу, хлоропласты её исчезнут, а сама она превратится в сапрофита, т.е. начнёт, как и многие растения, грибы и бактерии насыщаться органикой. Если эту же эвглену зелёную поместить на свет, у неё вновь появится флорофилл, и она перейдёт на фотосинтез. Эвгленовая водоросль имеет хорошо оформленное ядро, а поверх плазматической оболочки иногда образуются твёрдые домики (у некоторых видов). Спереди у этой водоросли есть глотка или полость, в которой есть несколько жгутов. Сбоку видны вакуоли и глазок. Не у всех видов есть жгутик, например, у ползающих водорослей он не развит. Этот многочисленный вид выбирает мелкие водоёмы, где достаточно органических веществ. При бурном размножении эвгленовые организмы окрашивают воду в красный, зелёный или бурый цвета. Большинство зоологов причисляют этот вид к простейшим. Среди этих водорослей бывают бесцветные паразиты. Они живут в кишечнике амфибий, червей, в некоторых водорослях и обнаружены, даже, на жабрах рыб.
Харовые водоросли.
Эти водоросли любят жить в пресной озёрной воде или в прудах, предпочитают воду, богатую известью. Харовые - довольно крупные и развитые прямостоячие водоросли. Они являются представителями зелёных водорослей и причисляются к третьему классу этого вида. Их можно часто увидеть в аквариумах, т.к. они очень красивые и особенные. Внешне чем-то похожи на хвощ, но на этом всё их сходство и заканчивается. По строению харовые значительно отличаются от остальных водорослей. Их многоклеточное тело (таллом) имеет сложную структуру и высокую организацию. Главные побеги растут верхушкой, как у обычных растений. Это, так называемые, стебли. На них, словно листья, прикреплены небольшие побеги в виде членистых выростов. Место крепления этих коротких побегов имеет название узла, а часть тела (таллома) между этими узлами именуется междоузлием. Это междоузлие является одной гигантской клеткой, которая имеет многоядерную структуру и частенько покрывается корой. Клетка эта лишена возможности делиться. А вот узлы – это одноядерные клетки. Они-то, когда делятся, и образуют побеги в виде подобия стебля и листьев. Харовые водоросли крепятся ко дну благодаря корнеподобным выростам ризоидам. Вырастая, они могут выглядеть очень значительно, достигая длины до двух метров. Бесполым способом харовые не размножаются, используя половое размножение. В узлах тела (таллома) находятся органы, которые производят
гаметы. Как правило, женская яйцеклетка и мужские клетки формируется на одном таком организме, но, бывает, что прогрессируют и на двух разных особях. Учёные насчитали приблизительно триста видов таких водорослей. И все эти организмы избрали пресные воды для своего обитания, но найдены их разновидности и в заливах морей. У харовых отсутствует сосудистая система, их клетки различны по виду, форме и количеству ядер в них. Именно процессом размножения разнятся харовые водоросли от своих собратьев: зелёных водорослей, хотя многими особенностями они сплетены и имеют сходство друг с другом. Исследовав ДНК этих водорослей, учёные нашли сходство их с некоторыми видами обычных наземных растений (они похожи делением клеток и строением жгутиков), поэтому можно допустить, что у наземных растений предками могли быть некоторые из видов харовых водорослей.
Сине-зеленые водоросли.
Сине-зелёные водоросли – это простейшие организмы, чем-то схожие с бактериями (даже больше, чем с растениями). Как и многие другие водоросли, сине-зелёные – очень древние существа. Обитают они в самых неожиданных местах, расселились по всем континентам и в разных водоёмах. Они относятся к прокариотам, лишены оформленных ядер и других частей клетки. Схожесть же с другими водорослями в фотосинтезе и биохимических процессах пигментов. Цвета этих водорослей могут быть фиолетовыми или сине-зелёными, попадаются красные, пурпурные и красно-коричневые. Размножаются сине-зелёные организмы делением и спорами, половое размножение у них отсутствует. Жгутиковых форм не бывает. Эти водоросли любят яркий свет, который содействует их размножению и синтезу веществ в клетке. Эти мелкие существа совсем не безобидны, они могут вредить высшим растениям, рыбам и птицам, превращая воду в щелочную. Они засоряют аквариумы, покрывают собой другие растения, пачкают стенки, и дно аквариума неприятным липким синим, зелёным или бурым налётом. Кроме этого, они имеют довольно отталкивающий запах. Если обнаруживается наличие этих водорослей на пляжах, в озёрах, где отдыхают и купаются люди, то вводится даже запрет на купание и устанавливаются запрещающие знаки. Сообщалось, что сине-зелёные водоросли могут спровоцировать сыпь и разного рода расстройства желудка и кишечника.
Сине-зелёные водоросли помимо одноклеточных форм и колониальных могут существовать в виде нитчатых тел. Окраска здесь подчинена
пигментам: если преобладает хлорофилл, то будут зелёные, если каротиноиды – тогда оранжевые и жёлтые. Другие пигменты дадут синий и красный цвет. Эти микроорганизмы весьма похожи на очень древних существ – микро-шарики, найденные в Африке и живущие здесь уже свыше трёх миллиардов лет. Эти виды организмов стали первыми существами, производящими кислород, тем самым, изменив древнюю атмосферу Земли. Ещё они стали первой пищей для других обитателей планеты, питающихся органической материей.
Бурые водоросли.
Бурые водоросли – это преимущественно морские организмы, довольно крупные и многоклеточные. Предпочитают селиться в водах с холодной температурой как в одном, так и в другом полушарии. Часто прикрепляются в зоне прилива к камням. Имеют бурый цвет. Существуют виды с мелкими ветвями, другие же – очень крупные, состоящие из разных частей, как стебель с листьями. Такие гигантские водоросли ламинариевого типа некоторые страны применяют в качестве удобрений и как богатый источник йода. Их добавляют в корм скота и домашних птиц для обогащения молока и яиц йодом. Жители Дальнего Востока применяют в пище многие из этих водорослей, например, ламинарию (морская капуста). Растёт она в Северном ледовитом океане, в длину достигает от одного до нескольких метров. Прикрепляется ко дну ризоидами (выросты, похожие на корни) и всасывает воду всем своим телом. По своему строению ламинария - довольно сложный организм, чем-то схожа с высшими растениями, но без сосудов. Размножение у неё бесполое с помощью спор. У некоторых ламинарий стебель вырастает в длину 30 м и больше, затем он переходит в лист, содержащий пузыри, благодаря которым всё растение поддерживается в воде. На мелководье живёт небольшая интересная водоросль с необычной внешностью под названием падина. Есть гигантская водоросль макроцистис, разрастающаяся до 60 метров, содержит в себе воздушные пузырьки и растёт с ошеломляющей скоростью: за день может вырасти на 50 см. Бурые водоросли саргассума могут самостоятельно плавать, оторвавшись от дна. В честь них названо Саргассово море., у некоторых видов клетки покрыты слизью. Бурые водоросли включают пигмент бурого цвета и хлорофилл. После исследования ДНК бурых водорослей учёные заметили много общего с жёлто-зелёными водорослями. Впоследствии, если будет достаточно доказательств, то бурые водоросли отнесут к разновидности желто-зелёных.
Красные водоросли.
Эти многоклеточные морские организмы среднего размера насчитывают 2500 видов. Особенно их много в тропиках, там они предпочитают глубокие места, доходящие до 200 метров. Бурые водоросли на такой глубине вы уже не найдете, там царствуют представители красных водорослей. Встречаются красные водоросли во влажной почве и в пресной воде, но всё же – это морские жители. Выглядят красные водоросли очень изящно, в виде кустиков с тонкими веточками или тонких красивых пластин с бахромчатыми краями. Бывают, похожи на нити, цилиндры и кораллы. Цвет пигмента самый разный, можно увидеть бледно-розовые водоросли, а также коричневые, синие и доходящие до чёрных оттенков. Видимо, такие цвета нужны для нормального фотосинтеза на глубине, куда проникает лишь едва заметный свет. Багрянки, живущие в пресной воде, в большинстве своём многоклеточные. По размеру они бывают от микроскопических, до нескольких сантиметров, бывает, доходят до одного метра. Цвет багрянок может быть нежно-розовым, переходящим в малиновые оттенки, а также голубоватый, зеленоватый и жёлтый. В нашей стране растёт морская водоросль порфира. Из неё делают агар-агар, который применяют в лабораториях для выращивания микроорганизмов. Из других видов водорослей добывают сгустители, используемые при приготовлении мороженого или в косметике. В Японии красные водоросли признают за деликатес. Морские водоросли живут в разных условиях. Одни любят прикрепиться к камням, скалам, к искусственно созданным предметам и, даже, к своим собратьям-водорослям. Красные пигменты в состоянии уловить очень слабый рассеянный свет, поэтому багрянки прекрасно себя чувствуют на больших глубинах. Красные водоросли довольно быстро размножаются и распространяются на обширные расстояния за малый промежуток времени.
Приднестровский государственный университет
им. Т.Г.Шевченко.Реферат
на тему: «Водоросли».
Выполнила студентка 402 группы:
Гарбалы Светлана.
Проверила: Капитальчук М.В.
Тирасполь 2009г.
Скачать файл (29.8 kb.)gendocs.ru
Реферат на тему: Водоросли
Содержане
Мир водорослей огромен. Он занимает в растительном царстве совершенно особое, исключительное по своему значению место, как в историческом аспекте, так и по той роли, которая принадлежит ему в общем круговороте веществ в природе. Вместе с тем само понятие ''водоросли'' в научном отношении страдает большой неопределённостью. Это заставляет специально рассмотреть отличие относимых сюда растительных организмов от других представителей растительного царства
Действительно, слово «водоросли» означает лишь то, что это растения, живущие в воде. Однако в ботанике этот термин применяется в более узком смысле, и не все растения, наблюдаемые нами в водоёмах, можно назвать водорослями. С другой стороны, именно водоросли мы часто попросту не замечаем в водоёмах, так как очень многие из них нелегко распознать невооружённым глазом.
Приглядываясь к различным водоёмам, особенно к озёрам, мы прежде всего замечаем обилие растений. Некоторые из них прикреплены ко дну. К ним относятся, например, крупные зелёные скопления так называемой тины. Здесь же нередко встречаются и более крупные водоросли, состоящие из хорошо заметных на глаз простых или ветвящихся нитей, или совсем крупные хоровые водоросли, внешне похожие на хвощ.
С другой стороны, значительное количество микроскопических водорослей, таких же как в водоёмах, произрастает и на суше: на поверхности почвы и в самой её толще, на деревьях, камнях. Правда, жизнь этих водорослей тоже тесно связана с водой, однако они могут довольствоваться только атмосферной и грунтовой влагой, росой. В отличие от ''водных'' водорослей, эти водоросли легко переносят высыхание и очень быстро оживают при малейшем увлажнении. В царстве растений водоросли относятся к обширному подцарству низших, или слоевцовых растений, куда входят также бактерии, грибы и лишайники. Как и все низшие растения, водоросли размножаются вегетативно или с помощью спор, то есть относятся к споровым растениям. Однако в физиологическом отношении водоросли резко отличаются от остальных низших растений наличием хлорофилла, благодаря которому они способны ассимилировать на свету углекислый газ. Кроме того, многие водоросли, обладающие хорошо развитым хлорофиллом, помимо фототрофного, могут быть свойственны и другие типы питания.
Таким образом, исходя из сказанного, легко вывести точное научное определение водорослей. Водоросли – это низшие, то есть слоевцовые споровые растения, содержащие в своих клетках хлорофилл, и живущие преимущественно в воде. Такое определение, однако, не даёт представление о том огромном разнообразии в строении тела, которое свойственно водорослям. Здесь мы встречаемся и с микроскопическими организмами – одноклеточными и многоклеточными, и с крупными формами различного строения. Большого разнообразия достигают здесь способы размножения и строение органов размножения. Даже по окраске водоросли неодинаковы, так как одни содержат только хлорофилл, другие ещё ряд дополнительных пигментов, окрашивающие их в различные цвета.
Разделение водорослей на систематические группы высшего ранга в основном совпадает с характером их окраски, связанной конечно, с особенностями строения. Водоросли разделены по 10 отделам:
В научной литературе до сих пор продолжаются споры о положении в общей системе, с одной стороны, сине – зелёных водорослей и, с другой стороны, всех тех водорослей, которые представлены одноклеточными подвижными формами, снабжёнными органами движения – жгутиками (это почти все эвиленовые водоросли, большая часть пирофитовых и золотистых водорослей и отдельные классы жёлто – зелёных и зелёных водорослей).
Действительно, сине – зелёные резко отличаются от других водорослей простотой внутренней организации клеток. Их клетки лишены оформленного ядра, что сближает их с бактериями. Вместе с бактериями сине – зелёные водоросли составляют раздел организмов, обозначенный как прокариоты, то есть ''доядерные'', в отличие от всех остальных растений и животных, обладающих оформленным клеточным ядром и обозначаемых как эукариоты.
Что же касается жгутиковых форм водорослей, то здесь вопрос осложняется тем, что они во многих случаях близки к подобным же бесцветным формам, что дало повод для объединения всех их в общую систематическую группу ''жгутиковых организмов'' и включение в систему животного мира.
С этих позиций мир водорослей как первичных фототрофных организмов един и целостен. Морфологическое многообразие его различных ветвей есть следствие эволюционного взрыва, вызванного появлением фотосинтеза, который обеспечил хлорофилоносным организмам успешное развитие в чисто абиотической среде. Учитывая особенности строения клеток сине – зелёных водорослей, следует думать, что возникновение хлорофилла произошло ещё на прокариотическом уровне, а наличие в настоящее время сходных хлорофилоностных и бесцветных эукариотических жгутиковых форм обусловлено морфологическим параллелизмом эволюционного развития в разных ветвях организмов. Во всяком случае, у водорослей подобное явление морфологического параллелизма распространено очень широко. Такая точка зрения хорошо подтверждается ещё и тем, что в пределах большинства вышеперечисленных отделов водорослей жгутиковые формы тесно связанны переходами с другими, типично ''водорослевыми'' структурами – неподвижными клетками, колониями и нитями. С другой стороны в пределах некоторых отделов имеются и безусловно вторичные обесцветившиеся формы.
Таким образом, у нас нет оснований отказываться от рассмотрения водорослей как морфофизиологической целостности, от выяснения их многообразия в целом, происхождения и взаимных филогенетических связей. Точно так же с этих позиций целостности хорошо выявляются место и роль водорослей в природе: в историческом плане они представляют собой первый этап в развитии всего зелёного ствола растительного мира, а в общем круговороте веществ в природе играют огромную роль как первичное звено всех пищевых связей в водной среде и гигантский поставщик кислорода в атмосферу.
Изучение всех этих вопросов составляет предмет особой науки – альгологии.
Несмотря на удивительное многообразие жизненных форм растений, большинство из них объединяет уникальная способность, которая определяется способом их питания.
В отличие от животных организмов и многих бактерий, использующих для своей жизнедеятельности готовые органические соединения, у растений выработалась в ходе эволюции способность использовать для питания такие полностью окислённые вещества, как углекислота и вода, и создавать на их основе органические соединения. Этот процесс в природе осуществляется за счёт энергии солнечного света и сопровождается выделением кислорода. Использование световой энергии для биологических синтезов стало возможным благодаря появлению у растений комплекса поглощающих свет пигментов, важнейшим из которых является хлорофилл. Процесс светового и углеродного питания растений получил название фотосинтеза и в общем виде может быть записан следующим суммарным уравнением:
6CO 2 +12H 2 O ¾ ¾ ¾ >
C 6 H 2 O 6 +6H 2 O+2815680 Дж
Из уравнения видно, что на каждые 6 грамм-молекул углекислоты и воды синтезируется грамм-молекула глюкозы (C 6 H 2 O 6), выделяется 6 грамм-молекул кислорода и накапливается 2815680 Дж энергии. Таким образом, функция фотосинтеза растений является, по существу, биохимическим процессом преобразования световой энергии в химическую.
Водоросли, уже простейшие из них – сине – зелёные, являются первыми организмами, у которых появилась в процессе эволюции способность осуществлять фотосинтез с использованием воды в качестве источника водорода и выделением свободного кислорода, то есть процесс, свойственный всем другим водорослям, а за ними и высшим растениям.
Осуществляемый растениями в грандиозном масштабе процесс преобразования энергии света в химическую энергию продуктов фотосинтеза является практически единственным ''руслом'', через которое ''вливается'' в биологически приемлемой форме энергия, необходимая для поддержания жизни и круговорота веществ в биосфере нашей планеты. Именно поэтому выдающийся русский естествоиспытатель К.А. Тимирязев говорил о «космической роли зелёных растений». О размерах фотосинтетической деятельности растений в планетарном масштабе можно судить по тому, что весь кислород атмосферы Земли имеет, как сейчас доказано, фотосинтетическое происхождение. Залежи каменного угля представляют собой своеобразный ''запас'' некогда преобразованной в результате фотосинтеза растений солнечной энергии, складированный в определённые геологические эпохи.
Второй особенностью питания водорослей и других растений, не менее важной, хотя и не такой специфичной, как фотосинтез, является их способность усваивать азот, серу фосфор, калий и другие минеральные элементы в виде ионов минеральных солей и использовать их для синтеза таких важнейших компонентов живой клетки, как аминокислоты, белки, нуклеиновые кислоты, макроэргические соединения, вещества вторичного обмена. Среди сине – зелёных водорослей имеются формы, способные осуществлять процесс фиксации свободного азота атмосферы и превращать его в органические азотные вещества своего тела.
Клетка – основная структурная единица тела водорослей, представленных либо одноклеточными, либо многоклеточными формами.
Особенность одноклеточных форм определяется тем, что здесь организмы состоят всего из одной клетки, поэтому в её строении и физиологии сочетаются клеточные и организменные черты.
Мелкая, не видимая простым глазом одноклеточная водоросль выполняет роль своеобразной фабрики, которая добывает сырьё, его перерабатывает и производит такие ценные соединения, как белки, углеводы и жиры. Кроме того, важным продуктом её деятельности считается кислород. Таким образом, она активно участвует в круговороте веществ в природе. Одноклеточные водоросли иногда образуют временные или постоянные скопления в виде колоний.
Многоклеточные формы возникли после того, как клетка проделала длительный и сложный путь развития в качестве самостоятельного организма.
При знакомстве с водорослями бросается в глаза чрезвычайное разнообразие как форм, так и размеров их клеток. Наибольшая пестрота картин обнаруживается у свободноживущих одноклеточных водорослей.
У водорослей, в отличие от высших растений, встречаются клетки, содержимое которых окружено лишь тонкой мембраной. Такие клетки обычно называют голыми. Они не способны сохранять свою форму и постоянно находятся в амёбоидном состоянии. Подобного рода клетки встречаются как среди одноклеточных, так и многоклеточных водорослей, чаще всего на стадии гамет и зооспор.
Клетки некоторых водорослей (эвгленовых, жёлто – зелёных) помимо плазмалеммы, окружены кожистым, эластичным слоем. Этот слой получил название пелликулы, или перипласта. Он состоит из фибриллярного вещества и имеет сложную, многослойную организацию. Клетки с такой пелликулой обычно очень изменчивы по форме. Только толстая, похожая на панцирь пелликула может прочно её зафиксировать. На поверхности пелликулы иногда возникают складки, выросты в виде зубцов или утолщения, называемые чешуйками. Эти структуры в различных сочетаниях образуют самые причудливые узоры, придавая организму неповторимый облик. Но главная их функция – повышение прочности клеточного покрова.
Последующим развитием растительной клетки следует признать появление на её поверхности покрова в виде оболочки – сначала пектиновой, а затем и целлюлозной. Преимущество этого образования состоит в том, что оно удачно сочетает в себе защитную и опорную функции с возможностью ростовых процессов и проницаемостью.
Клеточные оболочки водорослей весьма разнообразны как по своему строению, так и по химическому составу. Толщина оболочки варьируется не только от вида к виду, но и даже в пределах одного вида в зависимости от возраста клетки.
По времени заложения и особенностям роста различают первичные и вторичные оболочки. В активно делящихся клетках обычно образуется только первичная оболочка. Её рост идёт в двух направлениях: увеличивается поверхность и толщина.
Вторичная оболочка подвергается гидратации, становится эластичной и получает возможность растягиваться.
Оболочки многих водорослей снабжаются разного рода выростами в виде щетинок, шипиков и чешуек. Их роль для клетки неоднозначна: в одних случаях они выполняют защитную функцию, а в других обеспечивают оптимальные условия жизни.
В любой клетке различают два тесно связанных друг с другом компонента: ядро и цитоплазму, причём от степени их развития зависит уровень организации клетки в целом. Водоросли – единственная группа растений, где представлены все известные в настоящее время типы клеточной организации: прокариотическая – у сине – зелёных водорослей, мезакариотическая – у панцирных жгутиковых, эукариотическая – у водорослей остальных отделов. У прокариот отсутствует морфологически оформленное ядро, а его функции выполняет состоящий из микрофибрилл ДНК нуклеоид.
У большинства водорослей в клетке присутствует всего одно ядро, но известны случаи, когда их бывает два-три и больше. Клетки с несколькими десятками или сотнями ядер называют цепоидными. Примечательно, что эти водоросли возвращаются к одноядерному состоянию при образовании специализированных клеток бесполого и полового размножения.
Форма, размеры и местоположение ядра в клетке сильно варьируется у разных водорослей, а также в зависимости от фазы развития, на которой находится тот или иной организм.
Очень мелкие ядра характерны для большинства одноклеточных водорослей.
В ядре у водорослей выявлены те же самые структуры, что и в ядре других эукариотов: оболочка, ядерный сок, ядрышко и включения хромотина.
Второй компонент клетки – цитоплазма – состоит из гомогеного основного вещества и погружённых в него телец различного размера и формы: митохондрий, диктиосом, эндоплазматической сети. Этот основной набор органелл присущ клеткам не только растений, но и животных.
В интенсивно растущих клетках, помимо перечисленных органелл, можно наблюдать хорошо развитую систему пузырьков, или вакуолей.
Также у водорослей имеются хлоропласты. Они могут быть чашевидными, лентовидными, спиралевидными, пластинчатыми, звездчатыми. Как правило, в подвижных клетках у зелёных водорослей присутствует всего один хлоропласт, у водорослей из других отделов их бывает два и больше, у молодых эвиленовых от 50 до 80, а в старых 200 – 300. Хлоропласты занимают в клетке либо центральное, либо постенное положение. В строении хлоропласта, помимо пластичных структур, выявлены более плотные зоны, представляющие собой скопление ДНК, многочисленных рассеяных мелких частиц – рибосом, глобул различного размера, формы и состава, которые образуются в ходе фотосинтеза.
Существуют подвижные и неподвижные клетки. Перемещение в жидкой среде осуществляется при участии особых структур, представляющих собой либо временные, либо постоянные выросты клетки.
Ресничками называют многочисленные короткие образования, совершающие энергичные колебательные движения. Псевдоусики или ложные реснички, имеют вид длинных, очень тонких, неподвижных волосков, которые обнаруживаются чаще всего только после подкраски.
Под жгутиками понимают длинные малочисленные образования, с меньшей, чем у ресничек частотой биений и с волнообразным характером движения.
Перечисленные образования – единственные клеточные структуры, расположенные за пределами самой клетки.
Среди водорослей чаще всего встречаются формы двух- или одножгутиковые, реже четырёх-, восьмижгутиковые и совсем единичные с большим числом жгутиков. У некоторых золотистых водорослей между двумя подвижными жгутиками располагается третий – неподвижный жгутик. С его помощью клетка прикрепляется к субстрату.
Жгутики бывают гладкими или опушёнными. Опушённым обычно оказывается двигательный жгутик. Причём бывает, что у некоторых водорослей жгутики одновременно несут чешуйки, но чаще имеется какой-то один тип образований.
В настоящее время не вызывает сомнения, что водоросли дали начало наземным растениям, проложив им дорогу на сушу. Этот акт подготавливался во время всего хода развития водорослей, в котором решающая роль, по-видимому, принадлежит клетке. Большое разнообразие строения, состава и свойств отдельных клеточных компонентов свидетельствует о том, что здесь шел интенсивный формообразовательный процесс.
В отличие от высших растений целиком и полностью характеризующихся одним листостебельным типом строения, водоросли в пределах слоевцового типа строения обнаруживают исключительное морфологическое разнообразие. Тело водорослей, как уже упоминалось, может быть всех четырех степеней сложности, вообще известных для организмов – одноклеточным, колониальным, многоклеточным и неклеточным. Их размеры в пределах каждой из этих форм отличаются огромным диапазоном – от микроскопических, до очень крупных. Так некоторые виды зеленой одноклеточной водоросли синехотистис едва достигают 1 мкм, одноклеточные зелёные водоросли из рода хлорелла могут быть в 2 мкм, а длинна клеток, часто составляет 15 – 20 см.
Однако самыми крупными размерами отличаются многоклеточные морские бурые водоросли, слоевища которых у отдельных видов могут достигать в длину 30 – 45 см. Водоросли поражают многообразием своего внешнего облика. Вместе с тем всё это исключительное многообразие имеет в своей основе несколько хорошо обособленных типов морфологической структуры, являющихся выражением главнейших ступеней морфологической дифференциации тела водорослей в процессе эволюции. Важно отметить, что эти ступени то в большей, то в меньшей степени повторяются в разных отделах водорослей, что свидетельствует об известном параллелизме эволюционного развития в пределах этих отделов.
В настоящее время различают 9 основных типов морфологической структуры тела водорослей. Из них 4 относятся к одноклеточным формам, 1 – к неклеточным, остальные 4 – к многоклеточным.
Воспроизведение себе подобных у водорослей совершается посредством вегетативного, бесполого и полового размножения.
Вегетативное размножение одноклеточных водорослей заключается в делении особей надвое. У многоклеточных водорослей оно происходит несколькими способами. Например, делению нитей сине – зелёных водорослей на части нередко предшествует отмирание отдельных клеток.
Хоровые водоросли образуют одноклеточные и многоклеточные клубеньки, дающие развитие новым растениям. У ряда нитчатых водорослей отдельные клетки округляются, накапливают большое количество запасных питательных веществ и пигментов, одновременно происходит утолщение их оболочки.
Вегетативное размножение, в сущности, представляет собой форму бесполого размножения, осуществляемого вегетативными частями.
Бесполое настоящее размножение сопровождается, во-первых, выходом продуктов деления из оболочки материнской клетки, во-вторых, делением протопласта клетки на части. Бесполое размножение водорослей происходит посредством спор или зооспор.
Сине – зелёные водоросли являющиеся прокариотами, имеют два рода спор – эндоспоры и экзоспоры. Эндоспоры образуются по нескольку в клетках в результате дробления содержимого. Экзоспоры возникают как вырост на вершине клетки.
Споры и зооспоры обычно выходят в воду целой группой, окружённой слизистой оболочкой, которая вскоре раскрывается. На выходе, зооспоры находясь ещё в общей оболочке, начинают активно двигаться, а после разрыва оболочки моментально расплываются в разные стороны. Подобным образом выходят и гаметы при половом размножении.
Половое размножение заключается в слиянии двух клеток (гамет), в результате чего образуется зигота, вырастающая в новую особь. У водорослей половое размножение бывает нескольких типов. У одноклеточных жгутиковых водорослей половой процесс сводится к слиянию двух особей, этот процесс называют гологамией. Гораздо чаще половое размножение у водорослей связанно с дроблением содержимого клеток и образованием внутри их специализированных половых клеток – гамет. У всех водорослей, кроме красных водорослей, мужские гаметы имеют жгутики, а у гамет противоположного пола они имеются не всегда.
Зачатки водорослей в виде спор, гамет и зигот не совсем стихийно разносятся водой. Они обладают различного рода таксисами, определяющими направление их движения в зависимости от внешних раздражителей: света, температуры, химических веществ, содержащихся в воде.
Течения служат основным средством переноса зачатков на большие расстояния. Зооспоры сохраняют жизнеспособность в течение нескольких дней. Более длительное перемещение зачатков водорослей происходит плодоносящими слоевищами или их частями.
Для прорастания спор и зигот водорослей требуется комплекс условий, включающий определённые значения температуры, освещённости, содержания биогенных и биологически активных веществ. В противном случае они не прорастают. При этом зиготы некоторых водорослей сохраняют жизнеспособность в течение трех – четырёх месяцев. Воспроизведению и сохранению некоторых водорослей в неблагоприятных условиях способствует образование цист. Они наблюдаются у золотистых, жёлто – зелёных, диатомовых водорослей. В каждой клетке формируется одна циста. Содержимое клетки округляется, и вокруг неё вырабатывается твёрдая оболочка. При прорастании цист образуется одна особь, реже несколько.
Для водорослей, как фототрофных организмов, первым условием существования является наличие света, источников углерода и минеральных веществ, а основной средой жизни для них служит свободная вода. Однако это справедливо не для всех, но для большинства водорослей и не исчерпывает всего многообразия наблюдающихся у них способов питания и мест поселения.
Кроме того, на жизнь водорослей оказывают большое влияние и другие химические и физические факторы внешней среды – химический состав субстрата, температура, весьма различные в разных местах. Физиологическая пластичность водорослей и их приспособленность к разным экологическим условиям поистине огромна.
В силу широкой приспособленности к внешним условиям водоросли в своём расселении по земному шару распределяются в разнообразные экологические группировки, характеризующиеся более и менее определённым составом слагающих их водорослей, приспособленных к определённой амплитуде экологических факторов.
Одним из важнейших факторов в распределении водорослей является общая солёность воды. Основную массу природных бассейнов, составляют бассейны морские со средней солёностью 35 г. солей на 1 л. воды и бассейны пресноводные, в которых содержится солей примерно 0,01 – 0,5 г. на 1 л. воды. Это определяет разделение водорослей на морские и пресноводные, и только очень немногие из них, могут жить как в одной, так и в другой среде. Так, например, почти все бурые и красные водоросли обитают в морях, около половины диатомовых водорослей живёт в морской, другая половина – в пресной воде.
В пределах каждого бассейна водоросли могут населять толщу воды, свободно плавать в ней, составляя группировку, называемую планктоном. Однако водоросли могут жить не только в водоёмах. При наличии хотя бы периодического увлажнения многие из них успешно развиваются на различных наземных предметах – скалах, коре деревьев. Вполне благоприятной средой для развития водорослей служит также толща почвенного слоя. Таким образом, здесь рассматриваются следующие экологические группировки, или сообщества водорослей:
Зелёные водоросли – одноклеточные, колониальные и многоклеточные формы, разнообразного строения, зелёного цвета. Продукт ассимиляции – крахмал, мука, масло. Имеются как подвижные формы со жгутиками на переднем конце клеток, так и неподвижные, прикреплённые или пассивно плавающие. Размножение вегетативное, бесполое и половое. У ряда форм имеется чередование бесполого и полового размножения. Зооспоры и гаметы с 2 или 4 жгутиками, расположенными на переднем конце. Пресноводные и морские водоросли.
К отделу пиррофитовых относятся весьма своеобразные, одноклеточные водоросли. Они представляют собой неоднородную группу. У громадного большинства представителей этого отдела в строении клеток отчётливо выражены спинная, брюшная и боковые стороны. Особо следует сказать о хлоропластах. По разнообразию их окраски пиррофитовым принадлежит первое место среди водорослей. Обычно хлоропласты окрашены в оливковый, бурый или коричневый цвет. Громадное большинство пиррофитовых водорослей характеризуется жгутиками. Продуктом ассимиляции является крахмал или масло, изредка лейкозин и валютин. Размножение в основном вегетативное. Реже наблюдается бесполое размножение. Половой процесс достоверно неизвестен. Пирофитовые водоросли широко распространены в водоёмах и обитают в пресных и солоноватых водах, как и в морях.
К отделу золотистых относятся водоросли, преимущественно микроскопические, хлоропласты которых окрашены в золотисто – жёлтый цвет. В зависимости от пигментов окраска водорослей может приобрести различные оттенки: от чисто– золотисто – жёлтой до зеленовато – жёлтой и золотисто – бурой.
В процесс фотосинтеза в клетках золотистых водорослей вместо крахмала вырабатывается особый углевод – лейкоцин.
Живут преимущественно в чистых пресных водах. Небольшое число их обитают в морях и солёных озёрах.
Золотистые водоросли бывают одноклеточными, колониальными и многоклеточными. Многие виды снабжены жгутиками. Размножаются золотистые водоросли простым делением клетки. Наблюдается также бесполое размножение.
Диатомовые водоросли – это совершенно особая группа одноклеточных организмов, одиночно живущих или объединенных в колонии различного типа: цепочки, нити, ленты, звёздочки.
Окраска хлоропластов у диатомовыз водорослей имеет различные оттенки жёлто – бурого цвета в зависимости от набора пигментов. В процессе фотосинтеза у диатомовых водорослей образуется масло в виде капелек различной величины.
Чаще всего диатомовые размножаются вегетативным делением клетки на две половины.
Большинство диатомовых водорослей передвигаются по субстрату толчками вперёд, назад и слегка в сторону. Диатомовые водоросли живут повсюду. Водная среда – основное и первичное их место обитания.
К отделу жёлто – зелёных водорослей относятся водоросли, хлоропласты которых окрашены в светло- или тёмно – жёлтый цвет, очень редко зелёный и лишь иногда голубой. Окраска эта определяется наличием в хлоропластах основного элемента – хлорофилла. Кроме того, у них в клетках отсутствует крахмал, а в качестве основного продукта ассимиляции накапливаются капли масла и лишь у некоторых глыбки лейкоцина и валюцина. Встречаются они главным образом в чистых пресноводных водоёмах, реже в солоноватых водах и морях.
Отличительной особенностью жёлто – зелёных водорослей является наличие жгутиков. Именно этот признак в своё время послужил основанием для того, чтобы назвать эту группу водорослей разножгутиковыми. Помимо различий в длине, жгутики здесь различаются и морфологически: главный жгут состоит из оси и перисто расположенных на ней мерцательных волосков, боковой жгут бичевидный.
Размножаются жёлто – зелёные водоросли простым делением клетки или распадом колоний и многоклеточных талломов на отдельные части. Наблюдается также бесполое размножение. Половой процесс известен лишь у немногих видов.
Эвгленовые водоросли – обычные обитатели небольших пресных стоячих водоёмов. Форма тела эвгленовых водорослей хорошо приспособлена к движению в воде. Движение эвгленовых водорослей совершается с помощью жгута. Процесс размножения у эвгленовых водорослей наблюдается обычно вечером или рано утром. Заключается он в делении особи надвое.
Харовые водоросли – представляют собой совершенно своеобразные крупные растения, резко отличающиеся от всех остальных водорослей. Они широко распространены в пресноводных прудах и озёрах, особенно с жёсткой известковой водой.
Набор ассимиляционных пигментов сходен с таковым у зелёных водорослей. При размножении этих клеток их ядра делятся метотически. Количество выявляющихся при этом хромосом у разных видов различное, от 6 до 70.
Сине – зелёные водоросли – старейшая группа организмов. Сине – зелёные водоросли встречаются во всевозможных и почти невероятных для существования местах обитания, на всех континентах и во всевозможных водоёмах Земли.
Окраска их варьируется от чисто-сине-зелёной до фиолетовой или красноватой, иногда до пурпурной или коричневато-красной. Самым обычным типом размножения у сине-зелёных водорослей является деление клеток надвое. Сине-зелёные водоросли размножаются и другими способом — образованием спор.
Известно, что большинство сине-зелёных водорослей способно синтезировать все вещества своей клетки за счёт энергии света. Отдел сине-зелёных водорослей считают старейшей группой автотрофных растений на Земле (примитивное строение клетки, отсутствие полового размножения, жгутиковых стадий). По цитологии сине-зелёные водоросли сходны с бактериями.
Бурые водоросли — многоклеточные организмы сложного строения, бурого и синевато-бурого цвета. Продукт ассимиляции — полисахариды, масло. Бурые водоросли — неподвижные, прикреплённые формы. Размножение вегетативное, бесполое и половое, с чередованием гаметофита и спорофита. При половом размножении развиваются изогаметы, гетерогаметы или антерозоиды с яйцеклетками. Зооспоры и гаметы снабжены двумя жгутиками, расположенными с боков, неравной длинны и направленными в разные стороны. Бурые водоросли живут в основном в море, за исключением нескольких пресноводных видов.
Красные водоросли — многоклеточные, очень редко одноклеточные, сложного строения, красного или голубоватого цвета. У громадного большинства красных водорослей зигота не сразу прорастает в новое растение, а проходит очень сложный путь развития, прежде чем из неё образуются новые споры, прорастающие уже в новые растения. Споры собранны в компактные группы, носящие название цистокарпа, последний часто имеет специальную оболочку. Цистокарп всегда тесно связан с тем растением, на котором происходило оплодотворение яйцеклетки и дальнейшее развитие зиготы.
Водоросли — одни из древнейших организмов, населяющих нашу планету. Пожалуй, только бактерии могут поспорить с ними в древности происхождения и длительности существования. В прошлые геологические эпохи, как и в настоящее время, водоросли населяли океаны, реки, озёра и другие водоёмы. Обогатив атмосферу кислородом, они вызвали к жизни мир разнообразных животных и способствовали развитию аэробных бактерий; они явились родоначальниками растений, заселивших сушу, и как это не удивительно, создали могучие толщи горных пород.
В воде и на суше, в снегах, льдах и горячих источниках, по всему земному шару — от просторов Северного Ледовитого океана и его островов, до тропиков, и от тропиков до снегов и скал Антарктиды, от морских глубин до высоких гор — всюду мы находим водоросли. Их микроскопические размеры способствуют переносу на большие расстояния. Водные течения разносят их по морям и океанам. Такую же роль выполняют рыбы, особенно проходные. Выброшенные из воды на берег и высохшие, подхваченные с илом и пылью с поверхности скал и почвы ветром и птицами — водоросли переносятся на большие расстояния. Пути и способы распространения водорослей исключительно многообразны и полностью обеспечивают их повсеместное разнесение.
Наиболее общим выражением их является распределение водорослей по широтным зонам: в тёплых тропических морях, где условия более благоприятны, мы находим и большее количество видов; в холодных арктических морях флора водорослей по видовому составу значительно беднее.
Распространённые по всему земному шару, водоросли, несомненно должны играть значительную роль в жизни природы. На первый взгляд водоросли малозаметны и роль их кажется незначительной, и только в исключительных случаях, как, например, в густых зарослях морских макрофитов или при "цветении" воды, вызываемом планктонными водорослями, они поражают своим изобилием. Произведённые подсчёты показывают, что в масштабе всей Земли роль водорослей в общем балансе живого вещества оказывается поистине огромной.
Основное значение водорослей в жизни природы вытекает из их физиологических особенностей как зелёных растений: подобно высшим зелёным растениям на суше, водоросли в воде являются основным созидателем органического вещества. Таким образом, можно сказать, что весь остальной мир современных живых существ воды в той или иной мере обязан своим существованием водорослям, так как водоросли, благодаря содержанию в них хлорофилла, способны созидать органические вещества своего тела из неорганических веществ окружающей их воды. Следовательно они являются в воде производителями той первопищи, которой в дальнейшем пользуются все остальные лишённые хлорофилла водные организмы.
Огромное значение имеет то обстоятельство, что водоросли в процессе фотосинтеза выделяют свободный кислород, необходимый для дыхания водных организмов, как животных, так и растительных.
Список используемой литературы
1. А.А. Фёдоров, А.Л. Курсанов, Н.В. Циуин, М.В. Горленко, С.Р. Жилин., "Жизнь растений — водоросли", Москва — Просвещение — 1977.
2. Н.А. Монтеверде, "Ботанический атлас".
3. Б.А. Введенский (27 октября 1958 года), "Малая современная энциклопедия".
referati-besplatno.ru
