Образ жизни водорослей кратко

Обновлено: 07.07.2024

Водоросли (лат. Algae ) — гетерогенная экологическая группа преимущественно фототрофных одноклеточных, колониальных или многоклеточных организмов, обитающих, как правило, в водной среде, в систематическом отношении представляющая собой совокупность многих отделов. Вступая в симбиоз с грибами, эти организмы в ходе эволюции образовали совершенно новые организмы — лишайники.

Наука о водорослях называется альгологией.

Содержание

Общие сведения

Водоросли — группа организмов различного происхождения, объединённых следующими признаками: наличие хлорофилла и фотоавтотрофного питания; у многоклеточных — отсутствие чёткой дифференцировки тела (называемого слоевищем, или талломом) на органы; отсутствие ярко выраженной проводящей системы; обитание в водной среде или во влажных условиях (в почве, сырых местах и т. п.).

Некоторые водоросли способны к гетеротрофии (питанию готовой органикой), как осмотрофной (поверхностью клетки), например жгутиконосцы, так и путём заглатывания через клеточный рот (эвгленовые, динофитовые). Размеры водорослей колеблются от долей микрона (кокколитофориды и некоторые диатомеи) до 30—50 м (бурые водоросли — ламинария, макроцистис, саргассум) [1] . Таллом бывает как одноклеточным, так и многоклеточным. Среди многоклеточных водорослей наряду с крупными есть микроскопические (например, спорофит ламинариевых). Среди одноклеточных есть колониальные формы, когда отдельные клетки тесно связаны между собой (соединены через плазмодесмы или погружены в общую слизь).

К водорослям относят различное число (в зависимости от классификации) отделов эукариот, многие из которых не связаны общим происхождением. Также к водорослям часто относят сине-зелёные водоросли или цианобактерии, являющиеся прокариотами. Традиционно водоросли причисляются к растениям.

Цитология

Клетки водорослей (за исключением амёбоидного типа) покрыты клеточной стенкой и/или клеточной оболочкой [уточнить] . Стенка находится снаружи мембраны клетки, обычно содержит структурный компонент (например, целлюлозу) и аморфный матрикс (например, пектиновые или агаровые вещества); также в ней могут быть дополнительные слои (например, спорополлениновый слой у хлореллы). Клеточная оболочка представляет собой или внешний кремнийорганический панцирь (у диатомей и некоторых других охрофитовых), или уплотнённый верхний слой цитоплазмы (плазмалемму), в котором могут быть дополнительные структуры, например, пузырьки, пустые или с целлюлозными пластинками (своеобразный панцирь, тека, у динофлагеллятов). Если клеточная оболочка пластичная, клетка может быть способна к так называемому метаболическому движению — скольжению за счёт небольшого изменения формы тела.

У многих в хлоропласте имеются плотные образования — пиреноиды.

Продукты фотосинтеза, в данный момент излишние, сохраняются в форме различных запасных веществ: крахмала, гликогена, других полисахаридов, липидов. Запасание липидов больше свойственно морским формам (особенно планктонным диатомовым, которые за счёт масла держатся на плаву со своим тяжёлым панцирем), а запасание полисахаридов (включая крахмал и гликоген) больше свойственно пресноводным [источник не указан 617 дней] .

Морфологическая организация таллома

У водорослей выделяют несколько основных типов организации таллома:

Амёбоидный (ризоподиальный)

Монадный

Коккоидный

Пальмеллоидный (капсальный)

Нитчатый (трихальный)

Разнонитчатый (гетеротрихальный)

Пластинчатый

Сифональный (неклеточный, сифоновый)

Сифонокладальный

Харофитный (членисто-мутовчатый)

Сарциноидный

Псевдопаренхиматозный (ложнотканевый)

У части сине-зелёных, зелёных и красных водорослей в слоевище откладываются соединения кальция, и оно становится твёрдым. Водоросли лишены корней и поглощают нужные им вещества из воды всей поверхностью. Крупные донные водоросли имеют органы прикрепления — подошву (уплощённое расширение в основании) или ризоиды (разветвлённые выросты). У некоторых водорослей побеги стелются по дну и дают новые слоевища.

Размножение и циклы развития

У водорослей встречается вегетативное, бесполое и половое размножение.

Вегетативное размножение может осуществляться как простым разделением многоклеточного организма (фрагменты нитей Spirogyra (спирогира) или колонии (Synura) на несколько частей, так и при помощи специализированных органов. Например, бурые водоросли из порядка сфацеляриевых имеют для этой цели специальные выводковые веточки, а водоросли из порядка харовых — клубеньки на ризоидах.

Бесполое размножение водорослей осуществляется при помощи подвижных зооспор или неподвижных апланоспор. При этом протопласт клетки-спорангия делится на части и продукты деления выходят из её оболочки. Особь, на которой формируются спорангии, называют спорофитом. Часто подвижные или неподвижные споры имеют специальные названия. Например, апланоспоры, приобретающие форму материнской клетки, находясь внутри неё, называются автоспорами, а если апланоспора одевается толстой оболочкой и впадает в состояние покоя, то это гипноспора; зооспоры, утратившие жгутики, но сохранившие сократительные вакуоли и глазок, будут называться гемизооспорами.

Половое размножение. При половом размножении происходит попарное слияние гаплоидных клеток с образованием диплоидной зиготы. У водорослей есть несколько вариантов полового процесса: изогамия — слияние двух одинаковых по форме и размеру подвижных гамет; гетерогамия — слияние двух подвижных гамет одинаковых по форме, но разных по размеру; оогамия — слияние крупной неподвижной яйцеклетки с мелким подвижным сперматозоидом. Клетки, в которых образуются гаметы, называются гаметангии, а сами растения с гаметангиями — гаметофитами. Гаметангии бывают двух типов: образующие многочисленные сперматозоиды — антеридии и образующие одну или несколько яйцеклеток оогонии. Также половое размножение в некоторых группах водорослей может осуществляться и без образования гамет. Например, если сливаются две подвижные одноклеточные водоросли, то это хологамия; слияние протопластов двух неподвижных гаплоидных вегетативных клеток с образованием зиготы — конъюгация. Если гаметофиты и спорофиты в жизненном цикле водоросли имеют выраженные морфологические различия, то это называется гетероморфная смена форм развития, а если они морфологически не отличаются, то изоморфная смена форм развития. Также гаметофиты могут быть однодомными (обоеполыми) — на одной особи развиваются и мужские, и женские гаметы, или двудомными (раздельнополыми) — мужские гаметы — на одних особях, а женские — на других [2] .

Экологические группы водорослей

Систематика

Водоросли — крайне гетерогенная группа организмов, насчитывающая около 100 тысяч (а по некоторым данным до 100 тыс. видов только в составе отдела диатомовых) видов. На основании различий в наборе пигментов, структуре хроматофора, особенностей морфологии и биохимии (состав клеточных оболочек, типы запасных питательных веществ) большинством отечественных систематиков выделяется 11 отделов водорослей [источник не указан 616 дней] :

Происхождение, родственные связи и эволюция

Роль в природе и жизни человека

Роль в биогеоценозах

Водоросли — главные производители органических веществ в водной среде. Около 80 % всех органических веществ, ежегодно создающихся на земле, приходится на долю водорослей и других водных растений. Водоросли прямо или косвенно служат источником пищи для всех водных животных. Известны горные породы (диатомиты, горючие сланцы, часть известняков), возникшие в результате жизнедеятельности водорослей в прошлые геологические эпохи. Кстати, именно по диатомовым водорослям определяется возраст этих пород.

Пищевое применение

Некоторые, в основном морские, употребляются в пищу (морская капуста, порфира, ульва). В приморских районах водоросли идут на корм скоту и удобрение. В ряде стран водоросли культивируют для получения большого количества биомассы, идущей на корм скоту и используемой в пищевой промышленности.

Съедобные водоросли — богаты минеральными веществами, особенно йодом, продукт — используется в восточноазиатских кухнях. Одно из самых популярных блюд с водорослями — суши.

Водоочистка

Многие водоросли — важный компонент процесса биологической очистки сточных вод.

Бурное развитие нитчатых и планктонных водорослей (цветение воды) может создавать проблемы в работе очистных сооружений систем водоснабжения.

В фармацевтической промышленности

Из водорослей получают: студне- и слизеобразующие вещества — агар-агар (анфельция, гелидиум), агароиды (филлофора, грацилярия), карраген (хондрус, гигартина, фурцелярия), альгинаты (ламинариевые и фукусовые), кормовую муку, содержащую микроэлементы и иод.

Водоросли участвуют в образовании некоторых типов лечебных грязей.

Химическая промышленность

Биотопливо

Из-за высокой скорости размножения водоросли применяются для получения биомассы на топливо.

В науке

Водоросли широко применяют в экспериментальных исследованиях для решения проблем фотосинтеза и выяснения роли ядра и других компонентов клетки.

Биотестирование

Водоросли являются одним из наиболее широко применяемых биообъектов при биотестировании химических веществ и образцов природных и загрязнённых вод.

Экодом

Предпринимаются попытки использовать некоторые быстро размножающиеся и неприхотливые водоросли (например, хлореллу, которая быстро и в большом количестве синтезирует белки, жиры, углеводы, витамины и способна усваивать примерно 10–12% солнечной энергии [источник не указан 639 дней] , синтезируя органическое вещество (для сравнения — высшие растения способны усваивать только 1–2% солнечной радиации) для создания круговорота веществ в обитаемых отсеках космического корабля.

Насколько красив и удивителен подводный мир, настолько же он и загадочен. До сих пор учеными открываются какие-то совершенно новые, необыкновенные виды животных, исследуются невероятные свойства растений, расширяются области их применения.

Растительный мир океанов, морей, рек, озер и болот не столь многообразен, как наземный, однако тоже неповторим и прекрасен. Постараемся разобраться, что же представляют собой эти удивительные подводные растения, каково строение водорослей и значение их в жизни человека и других живых существ.

Систематическое положение в системе органического мира

По общепринятым меркам водоросли считаются группой низших растений. Они входят в состав империи Клеточные царства Растения и подцарства Низшие растения. На самом деле такое деление основано именно на особенностях строения данных представителей.

Свое название они получили за то, что способны расти и жить под водой. Латинское название - Algae. Отсюда образовано и имя науки, занимающейся подробным изучением этих организмов, их хозяйственным значением и строением, - альгология.

Классификация водорослей

Современные данные позволяют отнести все имеющиеся сведения о разных видах представителей к десяти отделам. В основу разделения положено строение и жизнедеятельность водорослей.

Сине-зеленые одноклеточные, или цианобактерии. Представители: цианеи, дробянки, микроцистисы и прочие.
Диатомовые. К ним относятся пиннулярия, навикула, плевросигма, мелозира, гомфонема, синедра и другие.
Золотистые. Представители: хризодендрон, хромулина, примнезиум и прочие.
Порфировые. К ним относится порфира.
Бурые. Ламинария, саргассум, цистозейра и другие.
Желто-зеленые. Сюда входят такие классы, как Ксантоподовые, Ксантококковые, Ксантомонадовые.
Красные. Грациллярия, анфельция, багрянки.
Зеленые. Хламидомонада, вольвокс, хлорелла и прочие.
Эвшеновые. К ним относятся самые примитивные представители зеленых. как основной представитель.

Данная классификация не отражает строение водорослей, а только показывает их способность фотосинтезировать на разной глубине, проявляя пигментацию того или иного цвета. То есть окраска растения и есть признак, по которому его относят к тому или иному отделу.

Водоросли: особенности строения

Главная их отличительная черта - это то, что тело не дифференцировано на части. То есть у водорослей нет, как у высших растений, четкого разделения на побег, состоящий из стебля, листьев и цветка, и корневую систему. Строение тела водорослей представлено талломом, или слоевищем.

Кроме того, корневая система также отсутствует. Вместо нее в наличии специальные полупрозрачные тонкие нитевидные отростки, называемые ризоидами. Они выполняют функцию прикрепления к субстрату, действуя при этом словно присоски.

Сам таллом может быть очень разнообразной формы и окраски. Иногда у некоторых представителей сильно напоминает побег высших растений. Таким образом, строение водорослей весьма специфично для каждого отдела, поэтому в дальнейшем будет рассмотрено подробнее на примерах соответствующих представителей.

Типы талломов

Слоевище - главная отличительная черта любой многоклеточной водоросли. Особенности строения этого органа заключаются в том, что таллом может быть разных типов.

Амебоидный.
Монадный.
Капсальный.
Коккоидный.
Нитчатый, или трихальный.
Сарциноидный.
Ложнотканевый.
Сифоновый.
Псевдопаренхиматозный.

Первые три наиболее характерны для колониальных и одноклеточных форм, остальные для более совершенных, многоклеточных, сложных по организации.

Данная классификация лишь приблизительна, поскольку у каждого типа имеются переходные варианты, и тогда отличить один от другого практически невозможно. Грань дифференцировки стирается.

Клетка водорослей, ее строение

Особенность этих растений заключается изначально в строении их клеток. Оно несколько отлично от такового у высших представителей. Можно обозначить несколько основных моментов, по которым клетки выделяются.

У некоторых особей они содержат специализированные структуры животного происхождения - органеллы передвижения (жгутики).
Иногда встречается стигма.
Оболочки не совсем такие, как у обычной растительной клетки. Зачастую они снабжены дополнительными углеводными или липидными слоями.
Пигменты заключены в специализированный орган - хроматофор.

В остальном строение клетки водорослей подчиняется общим правилам такового у высших растений. Они также имеют:

ядро и хроматин;
хлоропласты, хромопласты и другие пигментсодержащие структуры;
вакуоли с клеточным соком;
клеточную стенку;
митохондрии, лизосомы, рибосомы;
аппарат Гольджи, эндоплазматическую сеть и прочие элементы.

При этом клеточное строение одноклеточных водорослей соответствует таковому у прокариотических существ. То есть также отсутствуют ядро, хлоропласты, митохондрии и некоторые другие структуры.

Клеточное строение многоклеточных водорослей полностью соответствует таковому у высших наземных растений, за исключением некоторых видовых особенностей.

Отдел Зеленые водоросли: строение

В данный отдел входят следующие виды:

одноклеточные;
многоклеточные;
колониальные.

Всего насчитывается более тринадцати тысяч видов. Главные классы:

Вольвоксовые.
Коньюгаты.
Улотриксовые.
Сифоновые.
Протококковые.

Особенности строения одноклеточных заключаются в том, что снаружи клетка зачастую покрывается дополнительной оболочкой, выполняющей функцию своеобразного скелета, - пелликулой. Это позволяет ей быть защищенной от внешних воздействий, держать определенную форму, а также со временем формировать на поверхности красивые и удивительные узоры из ионов металлов и солей.

Как правило, в строение зеленых водорослей одноклеточного типа обязательно входит какой-либо органоид передвижения, чаще всего жгутик на заднем конце тела. Запасное питательное вещество - крахмал, масло или мука. Основные представители: хлорелла, хламидомонада, вольвокс, хлорококкум, протококкус.

Очень интересны такие представители сифоновых, как каулерпа, кодиум, ацетобулярия. Их таллом - это не нитчатый и не пластинчатый тип, а одна гигантская клетка, выполняющая все основные функции жизнедеятельности.

Многоклеточные могут иметь пластинчатое строение или нитчатое. Если речь идет о пластинчатых формах, то часто они бывают многослойными, а не только однослойными. Зачастую строение водорослей такого вида очень напоминает побеги высших наземных растений. Чем больше ветвится таллом, тем сильнее сходство.

Основные представители - следующие классы:

Улотриксовые - улотрикс, ульва, монострома.
Сцеплянки, или коньюгаты - зигонема, спирогира, мужоция.

Колониальные формы - особые. Строение зеленых водорослей такого типа заключается в тесном взаимодействии между собой большого скопления одноклеточных представителей, объединенных, как правило, слизью во внешней среде. Основными представителями можно считать вольвоксов, протококковых.

Особенности жизнедеятельности

Основные места обитания - это пресные водоемы и моря, океаны. Часто вызывают так называемое цветение воды, заволакивая собой всю ее поверхность. Хлорелла находит широкое применение в скотоводстве, так как очищает и обогащает кислородом воду, а сухой остаток идет на корм скоту.

Одноклеточные зеленые водоросли могут использоваться в космических аппаратах для выработки кислорода в результате фотосинтеза без изменения своей структуры и гибели. По временному отрезку именно данный отдел - самый древний в истории подводных растений.

Отдел Красные водоросли

Другое название отдела - Багрянки. Оно появилось из-за особенного цвета представителей этой группы растений. Все дело в пигментах. Строение красной водоросли в целом удовлетворяет всем основным особенностям строения низших растений. Они также могут быть одноклеточными и многоклеточными, имеют таллом различного типа. Встречаются как крупные, так и крайне малые представители.

Однако их окраска обусловлена некоторыми особенностями - наряду с хлорофиллом эти водоросли имеют ряд других пигментов:

Они маскируют собой главный зеленый пигмент, поэтому цвет растений может варьироваться от желтого до ярко-красного и багряного. Происходит это благодаря поглощению практически всех длин волн видимого света. Основные представители: анфельция, филлофора, грацилярия, порфира и другие.

Значение и образ жизни

Способны обитать в пресных водах, однако большинство - все же морские представители. Строение красной водоросли, а конкретно способность вырабатывать особое вещество агар-агар, позволяет широко использовать ее в быту. Особенно это касается пищевой кондитерской промышленности. Также значительная часть особей используется в медицине и напрямую употребляется людьми в пищу.

Отдел Бурые водоросли: строение

Часто в рамках школьной программы изучения низших растений, разных их отделов учитель просит учеников: "Перечислите особенности строения бурых водорослей". Ответ будет таким: таллом имеет самое сложное строение из всех известных особей низших растений, внутри слоевища, которое имеет зачастую внушительный размер, располагаются проводящие сосуды; сам таллом имеет многослойное строение, из-за чего напоминает тканевый тип устройства высших наземных растений.

Клетки представителей данных водорослей вырабатывают специальную слизь, поэтому снаружи всегда покрыты своеобразным слоем. Запасными питательными веществами являются:

углевод ламинарит;
масла (жиры разного типа);
спирт маннит.

Вот что нужно говорить, если вас просят: "Перечислите особенности строения бурых водорослей". Их на самом деле много, и они уникальны на фоне других представителей подводных растений.

Использование в хозяйстве и распространение

Бурые водоросли - основной источник органических соединений не только для морских травоядных обитателей, но и для людей, живущих в прибрежной зоне. Употребление их в пищу широко распространено у разных народов мира. Из них изготавливают лекарственные средства, получают муку и минеральные вещества, альгиновые кислоты.

Водоросли — это низшие содержащие хлорофилл растения, не расчлененные на стебель, корень и листья. Гетерогенная экологическая группа преимущественно фотоавтотрофных одноклеточных, колониальных или многоклеточных организмов, обитающих, как правило, в водной среде.

Общая характеристика водорослей:

К водорослям относят различное число (в зависимости от классификации) отделов эукариот , многие из которых не связаны общим происхождением. Также к водорослям часто относят синезелёные водоросли или цианобактерии, являющиеся прокариотами . Традиционно водоросли причисляются к растениям.

Отдел зеленые водоросли.

Зеленые водоросли делятся на одноклеточные и многоклеточные формы, содержат хлорофилл. У них встречаются все виды бесполого и полового размножения. Зеленые в. встречаются в соленых и пресных водоемах, в почве, на коре деревьев, на камнях и скалах. Этот отдел насчитывает до 20 тыс. видов и включает пять классов:

Класс волосковые — наиболее примитивные одноклеточные в. со жгутиками. Некоторые их виды представляют собой колонию.
Класс протококковые — одноклеточные и многоклеточные безжгутиковые формы
Класс улотриксовые — имеют нитчатое или пластинчатое строение слоевища.
Класс жаровые — строением напоминают высшие растения — хвощи.
Класс сифоновые — внешне похожи на другие в. или на высшие растения, состоят из одной многоядерной клетки, достигая размеров до 1 м.

Одноклеточная зеленая пресноводная водоросль — хламидомонада. Имеет овальную или круглую форму тела, на вытянутом переднем конце два жгутика. Хроматофор чашевидный, с пиреноидом, содержащим зерна крахмала. В передней части клетки красный глазок — это светочувствительный орган. Ядро одно, с маленьким ядрышком. Две пульсирующие вакуоли смещены к переднему концу клетки. Хламидомонада питается автотрофно, но при отсутствии света может перейти на гетеротрофное питание, если в воде присутствуют органические вещества. Размножается бесполым и половым путем. При бесполом размножении содержимое клетки (спорофит) делится на 4 части и образуются 4 гаплоидных зооспоры. С наступлением холодов 2 зооспоры сливаются, образуя диплоидную зиготоспору. Весной она делится митозом, вновь образуя гаплоидные в.

Спирогира — пресноводная зеленая многоклеточная нитчатая водоросль. Нити составлены одним рядом одноядерных цилиндрических клеток со спиралевидными хлоропластами и пиреноидами. Рост нити в длину происходит бесполо за счет поперечного деления клеток. Размножается частями нити или половым путем. Половой процесс называется конъюгацией.

Отдел бурые водоросли

Многоклеточные морские водоросли. Насчитывается ок. 1500 видов. Имеют желтовато- бурую окраску, обусловленную большим количеством желтых и бурых пигментов. Размер и форма их различны. Встречаются нитевидные, корковидные, шаровидные, пластинчатые и кустообразные растения. Слоевища (тела) многих видов содержат газовые пузырьки, удерживающие в. в вертикальном положении. Вегетативное тело расчленено на подошву или ризоиды, служащие органами прикрепления, и на простую или рассеченную пластину, соединяющуюся с подошвой черешком. Пигменты, придающие им бурый цвет, сосредоточены только в поверхностных слоях клеток, внутренние клетки талома бесцветны. Это свидетельствует о дифференциации клеток по функциям: фотосимтетической и загасающей. У бурых водорослей нет настоящей проводящей системы, однако, в центре слоевища имеются ткани, по которым передвигаются продукты ассимиляции. Всасывание минеральных веществ осуществляется всей поверхностью слоевища.

У бурых водорослей встречаются все формы размножения: вегетативное (при случайных отделениях частей слоевища), споровое, половое (три формы: изогамная, гетерогамная и моногамная).

Отдел красные водоросли (багрянки)

Встречаются обычно на больших глубинах теплых морей. Насчитывают ок. 4000 видов. Имеют расчлененное слоевище, ризоидом или подошвой крепятся к субстрату. Помимо обычных хлорофиллов и каротиноидов, в пластидах багрянок содержатся фикобилины. Другая их особенность — сложный половой процесс. Гаметы и споры красных водорослей лишены жгутиков и неподвижны. Оплодотворение происходит при пассивном переносе мужских половых клеток к женскому половому органу.

Значение водорослей

Водоросли — первичные продуценты с высокой продуктивностью. С них начинаются большинство пищевых цепей морей, океанов и пресных водоемов Одноклеточные в. являются главным компонентом фитопланктона, который служит кормом многим видам водных животных. В. обогащают атмосферу кислородом.

Из водорослей получают много ценных продуктов. Например, из красных водорослей получают полисахариды агар-агар и карраген (используются для получения желе, в косметике и как пищевые добавки); из бурых водорослей получают альгиновые кислоты (применяют в качестве отвердителей, желеобразующих веществ в пищевой, косметической промышленности, для изготовления красок и паков).

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 океана 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

В Мировом океане водоросли составляют основную часть биомассы. Именно они являются главными продуцентами (производителями) органического вещества, преобразуя в ходе фотосинтеза энергию солнечного света в энергию химических связей. Значение водорослей для человека трудно переоценить: содержащиеся в них вещества необходимы для нормального роста и развития животных и человека (к примеру, морская капуста (ламинария) отличается большим содержанием йода.)

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.

Водоросли — экологическая группа организмов, обитающих большей частью в водной среде. Группа разнородна и включает в себя как одноклеточных, способных образовывать колонии, так и многоклеточных организмов. Раздел биологии, занимающийся изучением представителей различных видов водорослей, называется альгологией.

Разные водоросли
Сходства и различия
Строение клеток
Типы организации
Продолжение рода
Значение

Разные водоросли

Классификация живых организмов относит большинство водорослей к царству растений. Исключение представляют собой синезеленые виды, которые занимают в классификации особое место: они отнесены к царству бактерий и являются прокариотическими (не имеющими клеточного ядра) организмами.

Большая совокупность растительных водорослевых организмов подразделяется на следующие отделы:

глаукофитовые;
красные (известно, что цикл жизни некоторых красных видов связан с паразитированием на близкородственных видах);
зеленые (названия водорослей этого типа: хламидомонада, улотрикс);
харовые (спирогира, хлорелла);
охрофитовые, в том числе бурые водоросли, к которым относится ламинария;
диатомовые;
криптофитовые;
гаптофитовые.

Сходства и различия

Несмотря на всё разнообразие и разнородность группы, водоросли имеют и общие черты — наличие хлорофилла и фотоавтотрофный вид питания. В свою очередь, многоклеточных водорослей объединяют следующие признаки:

отсутствие ярко выраженной проводящей системы;
склонность к обитанию во влажных условиях и водной среде;
отсутствие покровной оболочки;
отсутствие четкого разделения тела на отдельные органы.

Некоторые разновидности водорослей выделяются из общей массы способностью к гетеротрофии (способ питания организма, когда пищей является уже готовые органические объекты) либо к осмотрофии (свойство клеточной мембраны пропускать питательные вещества).

Также есть водорослевые организмы, способные захватывать питательные вещества через клеточный рот (в частности, эвгленовые, динофитовые водоросли).

Строение клеток

Клетки водорослей имеют типовое строение: снаружи клетка покрыта клеточной оболочкой и клеточной стенкой. Причём стенка находится снаружи цитоплазматической мембраны. В качестве структурных компонентов клеточная стенка содержит чаще всего целлюлозу, а аморфный матрикс представлен пектиновыми или агароподобными веществами.

Водорослевая клетка содержит хлоропласты — особые структуры, содержащие фотосинтезирующий пигмент. Для его образования важно наличие естественного света.

Имеются в цитоплазме клеток и включения, содержащие излишки продуктов фотосинтеза (крахмал, гликоген, липиды).

Типы организации

Водоросли сильно отличаются внешне. Выделяются несколько основных типов организации тела:

Амебоидный. Особенностью данного типа является отсутствие твердой клеточной оболочки, что делает возможной существенную деформацию тела. Такие организмы способны к своеобразным передвижениям за счёт изменения формы. Скорость у них довольно низкая.
Монадный. Как правило, это одноклеточные водоросли, характеризующиеся постоянной формой тела. Их особенностью является наличие жгутиков.
Коккоидный тип. Это одноклеточные организмы, не имеющие органоидов, способствующих передвижению, и не способные изменять форму тела. Клеточная стенка, как правило, утолщена, может иметь выросты и поры. Такие водоросли склонны к образованию колоний. Некоторые разновидности способны к передвижению путем выделения слизи.
Пальмеллоидный. Тело таких организмов довольно крупное, имеет постоянную форму. Особенностью таких организмов является способность к прикреплению к какому-либо субстрату. Как правило, это образование из нескольких кокковидных клеток, объединенных общей слизистой массой, хотя сами клетки между собой никак не скреплены.
Нитчатый. Клетки объединены, образуя цепочки или нити, которые могут быть простыми или разветвляющимися. Их нити находятся в свободном плавании в толще воды или могут прикрепляться к субстрату. Они могут объединяться и в колонии, которые будут расти диффузным (делятся все клетки, входящие в состав нити), интеркалярным (зона роста при этом располагается в середине), апикальным (путём размножения клеток, расположенных на окончаниях нитей) либо базальным (зона роста располагается у основания тела водорослевого организма) способами.
Разнонитчатый. Схема строения такой колонии водорослей содержит две системы нитей. Одна стелется по субстрату, прикрепляется к нему и имеет горизонтальное положение. Вторая представляет собой систему вертикальных нитей, отходящих от стелющейся. Системы нитей в этом случае имеют различные функции: горизонтальные выполняют функцию опоры, вертикальные — ассимиляции.
Пластинчатые. Тело организма в этом случае имеет форму пластинки, состоящей из одного или нескольких клеточных слоев. Иногда такой организм может приобретать полое внутри трубчатое строение.
Сифональный. Такой тип ещё называют неклеточным, поскольку клеточные перегородки у таких организмов отсутствуют. Тело водоросли в этих случаях напоминает одну большую клетку, содержащую несколько ядер.
Харофитный. Такие организмы состоят из крупного побега, имеющего многоклеточное строение, и отходящих от него ветвей.
Сарциноидный. Колония в этом случае возникает в результате деления одной исходной клетки и представляет собой группу водорослевых клеток, заключенную в оболочку материнской клетки. Покрытие весьма эластично и имеет свойство растягиваться.
Псевдопаренхиматозный. Тело организма образуется в результате слипания и срастания ветвящихся нитей.

Продолжение рода

Водоросли могут размножаться тремя способами: все зависит от вида. Возможно вегетативное, бесполое и половое размножение.

Вегетативный способ

В этом случае возможно как простое разделение организма, имеющего многоклеточное строение, на несколько частей, так и деление при помощи специально предназначенных для этого органов. Именно так, например, происходит размножение у бурых водорослей, имеющих специальные выводковые веточки.

Бесполое размножение

Размножение водорослей происходит через споры. Они предназначены для передачи генетического материала. У водорослей бывают:

подвижные зооспоры;
неподвижные апланоспоры.

С их помощью и происходит бесполое размножение организмов.

Половой путь

Определяющим этапом этого типа размножения является слияние двух клеток — гаметов. Кратко о вариантах полового размножения водорослевых организмов:

Изогамия. Обе гаметы в этом случае подвижны и имеют одинаковые размеры и конфигурацию.
Гетерогамия. Обе гаметы обладают подвижностью и имеют одинаковую форму. Размеры клеток при этом различны.
Оогамия. Характеристика этого способа заключается в том, что яйцеклетка, имеющая большие размеры и не обладающая способностью передвигаться, сливается с подвижным, имеющим небольшие размеры, сперматозоидом.

Значение

Некоторые разновидности водорослевых организмов используются в отраслях промышленности. В частности, водоросли агар-агар применяются в пищевой промышленности, а также в фармакологии. Используют агар-агар и микробиологи: он является одним из компонентов питательных сред для микроорганизмов.

Существуют и виды подводных растений, из которых люди научились получать специфические вещества, способные угнетать репликацию вируса ВИЧ.

Вследствие содержания большого количества полезных микроэлементов некоторые виды являются компонентами комбикорма для сельскохозяйственных животных.

Читайте также: