Размножение одноклеточных водорослей кратко

Обновлено: 02.07.2024

Размножение одноклеточных водорослей представляет собой процесс воспроизведения разными методами, которые распространены в живой природе.

Данные организмы относятся к подцарству Низших растений. Такая классификация объясняется особенностями их тела, которое не дифференцировано на органы, а имеет форму сплошного. В некоторых случаях рассеченного, таллома или слоевища.

Корневая система заменена приспособлениями в виде ризоидов, прикрепляющихся к субстрату. Группа одноклеточных водорослей включает массу разновидностей организмов, за исключением бактерий, которые отличаются формой, строением, образом жизни и средой обитания. В семействе выделяют несколько отделов:

Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут.

красные;
бурые;
зеленые;
золотистые;
диатомовые;
криптофитовые;
желто-зеленые;
эвгленовые;
динофитвые.

В каждый из перечисленных отделов входят представители одноклеточных и многоклеточных организмов. Схема классификации форм:

колониальные;
нитчатые;
свободноплавающие;
прикрепленные и другие.

Существует множество признаков, на основе которых формируется классификация. Наиболее важным из них является способ поглощения энергии. Он определяется в практическом отношении. К примеру, зеленые одноклеточные водоросли являются автотрофами.

К данному классу также можно отнести большую часть многоклеточных организмов, которые питаются путем фотосинтеза. В природе встречаются и гетеротрофные, миксотрофные и паразитические формы.

Каким образом это происходит

Одноклеточные водоросли могут размножаться бесполым и половым способом. Однако существуют исключения. К примеру, для хлореллы характерно исключительно бесполое размножение.

Проследить процесс размножения одноклеточных организмов целесообразно на примере хламидомонады. При благоприятных условиях существования они размножаются бесполым путем. Данный метод включает несколько основных механизмов:

Перед тем, как начать делиться, водоросль занимает неподвижное положение и отбрасывает жгутики.
Материнская клетка формирует пару, две пары или четыре пары подвижных клеток.
Зооспоры высвобождаются из материнской клетки и увеличиваются в размерах до тех пор, пока не преобразуются во взрослую хламидомонаду.

Зооспорами называют подвижные клетки хламидомонады, которые образованы в результате бесполого размножения.

При рассмотрении процесса бесполого размножения одноклеточных можно отметить, что он осуществляется, согласно определенному плану. На первом этапе происходит деление протопласта клетки на несколько составных частей. Далее они покидают материнскую летку, разрывая ее оболочку. Перед тем, как протопласт начинает делиться, осуществляется целый комплекс физиологических процессов, которые на данный момент мало изучены.

Важным отличием бесполого способа размножения от полового метода является высвобождение продуктов деления из оболочки материнской клетки. В некоторых случаях во внутренней части одноклеточных организмов формируется одна спора, которая покидает материнскую клетку, в отличие от акинеты.

Таким образом, водоросли, включая одноклеточные и многоклеточные, характеризуются следующим типом бесполого размножения: простое деление на двое. Преимуществом бесполого метода размножения является отсутствие необходимости в энергетических затратах. При этом все клеточные компоненты, включая покровы, равномерно распределяются между двумя дочерними механизмами материнской клетки.

Вегетативное размножение водорослей

Среди способов размножения одноклеточных выделяют отдельный метод. Многие подобные организмы характеризуются разнообразием вегетативного размножения. Такой процесс может реализоваться с помощью:

частей слоевища;
распада нити на одноклеточные части, когда отмирают отдельные клетки.

Некоторые представители данного отдела обладают специальными образованиями, чтобы размножаться вегетативно. На слоевище сфацелярии или бурой водоросли формируется почка. Затем этот орган отделяется и прорастает в виде нового слоевища. Харовые водоросли способны образовывать одноклеточные клубеньки, зимующие отдельно и дающие новую особь весной.

Акинетами называют клетки, в которых запасены питательные вещества, характерные для одноклеточных водорослей.

Акинеты обладают достаточно высоким уровнем приспособленности к перепадам температуры, что объясняет распространение организмов даже в среде с неблагоприятными условиями, в которых обычные вегетативные клетки обречены на гибель.

Данными клетками обладают нитчатые водоросли. В этом случае акинеты принято называть спорами. Другим примером вегетативного размножения является деление собственного слоевища на отдельные клетки, что характерно для многих групп водорослей.

Половой путь размножения

Данный способ можно рассмотреть на примере хламидомонады. Когда условия существования неблагоприятны, водоросль активирует половой метод размножения. Он сопровождается следующими процессами:

Образование половых клеток или гамет внутри хламидомонады.
Гаметы при попадании в водную среду соединяются в пары, что приводит к образованию зигот с толстой оболочкой.
С наступлением благоприятных условий происходит деление зиготы и образование четырех клеток в виде молодых хламидомонад.

Зигота представляет собой яйцеклетку или сперматозоид, которые объединены одной оболочкой.

При слиянии пары безжгутиковых вегетативных клеток половой процесс называется конъюгацией. Данная форма размножения характерна для одноклеточных водорослей. В процессе содержимое клетки делится, и образуются специализированные клетки в виде гамет.

Водоросли, кроме конъюгат и красных, имеют гаметы, дополненные жгутиками. Формирование примитивных одноклеточных водорослей происходит в вегетативных клетках. Так можно сделать вывод о том, что одноклеточные водоросли размножаются преимущество бесполым или вегетативным путем. При этом половое размножение может осуществляться несколькими способами:

хологамия или слияние неспециализированных клеток – организмов, что характерно только для нескольких групп одноклеточных водорослей;
изогамия при слиянии однотипных гамет без полового разделения;
гетерогамия заключается в разделении полов;
оогамия сопровождается образованием гамет, отличающихся строением и подвижностью.

Яйцеклетка характеризуется крупными размерами и отсутствием подвижности. Сперматозоиды обладают мелкими габаритами и дополнены жгутиком.

Распространение водорослей в природе

Размножение одноклеточных водорослей представляет собой сложный и многогранный процесс. Благодаря разнообразию способов размножения, данные организмы, несмотря на примитивное строение, распространились в разных условиях обитания, даже в тех местах, где условия среды резко меняются. Небольшие размеры и специфика строения обуславливают распространение одноклеточных водорослей в таких ареалах обитания:

водоемы с пресной водой;
моря и океаны;
болота;
скалы, деревья, камни;
полярные равнины со снегом и льдом;
аквариумы.

Например, ностоковые одноклеточные водоросли в виде сине-зеленых или цианобактерий обитают в вечной мерзлоте Антарктиды. Они насыщены разными пигментами, благодаря которым белоснежный рельеф окрашивается разнообразными оттенками, включая розовые, сиреневые, зеленые, фиолетовые, голубые.

Зеленые одноклеточные водоросли в виде хлорелл, трентеполий, хлорококка, плеврококка населяют поверхности деревьев, образуя налет зеленого цвета. Подобные следы этих организмов можно встретить на камнях, верхнем слое воды, участках земли, отвесных скалах.

Одноклеточные водоросли распространены практически повсюду. Наблюдать их строение можно с помощью микроскопа. Красные, зеленые, золотистые водоросли и цианобактерии населяют воду, воздух, землю, их можно встретить на растениях и животных.

Размножение одноклеточных водорослей – это процесс воспроизведения особей водорослей различными способами, получившими распространение в живой природе.

Основные способы размножения одноклеточных водорослей на примере хламидомонады

Обычно водоросли размножаются как бесполым, так и половым путем. Но бывают исключения из правил, например, хлорелла размножается исключительно бесполым способом. Размножение одноклеточных водорослей целесообразно отслеживать на примере хламидомонады. Если условия существования водоросли благоприятны, то она выбирает для себя бесполый способ. Он включает в себя следующие механизмы:

перед делением водоросль перестает двигаться и теряет жгутики;
в материнской клетке образуется две, четыре или восемь подвижных клеток;
зооспоры покидают материнскую клетку и растут до размеров взрослой хламидомонады;

Зооспоры – это подвижные клетки хламидомонады, формирующиеся при бесполом размножении.

Половой путь размножения хламидомонады активируется в случае наступления неблагоприятных условий существования. В этом случае происходят следующие процессы:

внутри хламидомонады возникают половые клетки или гаметы;
гаметы различных хламидомонад выходя в воду и попарно соединяются, образуя зиготу с толстой оболочкой;
при наступлении благоприятных условий зигота делится и образует 4 клетки – молодых хламидомонад.

Зигота – это яйцеклетка и сперматозоид, объединенные под одной оболочкой.

Вегетативное размножение водорослей

Кроме того, существует процесс вегетативного размножения одноклеточных водорослей. Для многих водорослей характерно разнообразие вегетативного размножения. Например, оно может происходить частями слоевища, а также распадом нити на одноклеточные части, при отмирании отдельных клеток.

Готовые работы на аналогичную тему

У некоторых водорослей для вегетативного размножения есть специальные образования. На слоевище сфацелярии (бурая водоросль) образуется почка, которая отпадает и прорастает в новое слоевище. Харовые водоросли могут образовывать одноклеточные клубеньки, которые зимуют отдельно и дают новую особь после наступления весны.

Акинеты – это клетки с запасом питательных веществ, характерные для одноклеточных водорослей.

Эти клетки имеют достаточно высокий уровень приспособленности к колебаниям температур, поэтому могут выжить даже в неблагоприятных условиях среды, если обычные вегетативные клетки погибают. Акинеты такого типа есть у нитчатых водорослей, но их достаточно часто называют спорами.

Также многие группы водорослей имеют возможность разделять собственное слоевище на отдельные клетки, что также служит примером вегетативного размножения одноклеточных водорослей.

Следует отметить, что указанные выше типы размножения относят к условно бесполому размножению одноклеточных водорослей, а истинное бесполое размножение происходит также по определенному плану:

сначала делится протопласт клетки на несколько частей;
продукты деления выходят из материнской клетки с разрывом ее оболочки.

Безусловно, перед делением в протопласте клеток происходит целый комплекс малоизученных физиологических процессов в протопласте, которые в конечном счете ведут к клеточному размножению. Существенным отличием бесполого размножения от полового можно назвать выход продуктов деления из оболочки материнской клетки. Иногда случается, что внутри одноклеточных водорослей образуется по одной споре, но она в отличие от акинеты покидает материнскую клетку.

Таким образом, можно сделать вывод о том, что для одноклеточных водорослей, а также для других групп данных организмов характерен следующий тип бесполого размножения: простое деление на двое. Этот тип особенно часто встречается у одноклеточных водорослей. Его преимуществом является тот факт, что он не требует больших энергетических затрат. Он реализуется путем перешнуровки одноклеточных водорослей и сохраняет возможность равномерного распределения всех клеточных компонентов материнской клетки между двумя дочерними организмами, в том числе и покровов.

Например, при делении эвглены ее плотная оболочка – пелликула эффективно делится на две части между дочерними клетками.

Одноклеточные жгутиковые водоросли обладают целым рядом особенностей полового процесса. Этот процесс сводится к слиянию двух особей и называется гологамией.

Гологамия – это процесс полового размножения одноклеточных жгутиковых водорослей.

Если сливаются две безжгутиковые вегетативные клетки, то половой процесс называют конъюгацией. Это единственная форма полового размножения у одноклеточных водорослей, которая связана с дроблением содержимого клетки и образованием специализированных клеток – гамет. Все водоросли, за исключением конъюгат и красных водорослей обладают гаметами со жгутиками. Примитивные одноклеточные водоросли формируются в вегетативных клетках.

Таким образом, можно сделать вывод о том, что для всех водорослей, в том числе и одноклеточных наиболее характерным способом размножения можно назвать бесполый или вегетативный. Но при этом можно выделить несколько разновидностей полового размножения:

хологамия или процесс слияния неспециализированных клеток – организмов. Присуща лишь нескольким группам одноклеточных водорослей;
изогамия или процесс слияния одинаковых гамет без полового разделения;
гетерогамия заключается в том, что они морфологически одинаковы, но различаются физиологически или генетически, то есть происходит разделение полов;
оогамия является процессом образования гамет, который отличается по строению и подвижности. Например, яйцеклетка имеет крупные размеры и у нее отсутствует подвижность, а сперматозоиды имеют мелкие размеры и снабжаются жгутиком.

Подводя итог всему вышесказанному, можно сделать вывод о том, что размножение одноклеточных водорослей является сложным, но вместе с тем многогранным процессом. Разнообразие видов размножения позволяет этой группе живых организмов приспособиться к меняющимся условиям среды и, несмотря на относительную примитивность строения, освоить многие ареалы обитания.

У одноклеточных водорослей размножение происходит двумя путями: бесполым (с помощью зооспор) и половым (соединение женской и мужской клеток и образование гамет).

№ 2. Какими способами размножается улотрикс?

Улотрикс является водорослью. Может размножаться двумя способами: бесполым (зооспорой или с помощью кусочка слоевища) при благоприятных условиях и половым при неблагоприятных условиях.

№ 3. Как размножаются мхи?

Мхи размножаются спорами, которые предварительно созревают в спорангиях на спорофите. Попадая во влажную почву, спора прорастает, а вместо нее образуется предросток – тоненькая зеленая нить, которая ветвится и на которой потом вырастают женские и мужские экземпляры мха.

Также возможен вегетативный способ размножения мхов, при котором от взрослой особи отделяется часть таллома. Далее она крепится в непосредственной близости от материнского организма и продолжает существовать самостоятельно.

№ 4. Что такое заросток?

Заростком называют половое поколение, которое чередуется с бесполым в жизненном цикле хвощей, плаунов и папоротников. Внешне он представляет собой небольшую пластинку зеленого цвета диаметром всего несколько миллиметров, которая развивается из проросшей споры.

№ 5. Как происходит половое и бесполое размножение у папоротников?

Особенность полового и бесполого размножения у папоротников заключается в том, что они чередуются. Половое размножение происходит путем формирования гаметофита (полового папоротника), на котором образуются и мужские, и женские половые органы. Когда две клетки противоположного пола соединяются, образуется зигота, которая развивается в зародыш и прорастает.

При бесполом размножении происходит созревание спорофитов – бесполых папоротников. Спорангии, которые находятся на нижней части листа папоротника, образуют споры. Они при созревании высыпаются в почву и при благоприятных условиях прорастают.

Стр. 125

Какую биологическую роль у папоротников играет половое поколение; бесполое поколение?

Половое поколение, которое получается в результате полового размножения, обладает уникальными свойствами, особенностями и признаками, благодаря чему может адаптироваться к новым условиям окружающей среды.

При бесполом размножении образуются бесполые особи, которые могут увеличиваться в количестве, вне зависимости от условий окружающей среды.

Стр. 125

Задания для любознательных

Посейте споры папоротника и проведите наблюдения за их прорастанием, используя следующую инструкцию.

Срежьте вайю со спорангиями коричневого цвета, заверните её в бумагу и высушите.

Возьмите лист белой бумаги. Потрясите над ней вайю, чтобы споры высыпались на бумагу.

Для этого лучше взять спороносный лист с сорусами коричневого цвета. Предварительно его можно оторвать и положить в темное сухое место на 1 – 2 недели, чтобы споры дозрели.

Заполните чистые плошки подготовленным субстратом (прокалённая дерновая земля, куски торфа или пемзы).

Посейте споры на субстрат.

Сеять нужно аккуратно и равномерно, стараясь не присыпать споры субстратом.

Накройте плошки стеклом и поставьте в тёплое место при температуре не ниже 25 °С. Следите, чтобы субстрат был всё время влажным.

Важно для проращивания обеспечить полутень для плошек, высокую влажность воздуха и тепло в приделах +25 градусов. Необходимым является проветривание и полив субстрата. Для проветривания можно немного открывать плошки, приподнимая крышку или пленку. Поливать нужно исключительно чистой отстоянной водой. Лучше, если это будет талая или дождевая вода.

Ведите наблюдения и записывайте в дневник даты посева, прорастания спор, образования из споры зелёной нити — предростка, образование сердцевидного заростка, появление первых листьев папоротника. Сделайте фотографии.

Сроки прорастания в среднем составляют около 1 – 2 недель. Первые несколько дней сеянцы достигают всего 1 – 2 см. У них хрупкая корневая система, поэтому не рекомендуется в этот период их рассаживать.

При появлении 3—4 листьев пересадите растение в смесь листовой и торфяной земли с песком.

При прорастании растения чем-то напоминают ковер из зеленого мха. Чуть ближе можно разглядеть тонкие пластинки – заростки, которые имеют сердцевидную форму и размер в поперечнике около 2 – 8 мм. У них нет корней, однако к грунту они крепятся с помощью ризоидов – волосовидных образований. Спустя 1 – 2,5 месяца у заростков начинает формироваться корневая система, растут листья.

Как происходит размножение у одноклеточных водорослей?

Размножение одноклеточных водорослей представляет собой процесс, при котором особи водорослей воспроизводятся при помощи различных способов, существующих в природе.

Самые распространенные способы размножения водорослей — бесполый и половой, при чем один организм может использовать любой из вариантов. Однако некоторые одноклеточные водоросли могут размножаться, к примеру, только бесполым путем — к таким относится хлорелла.

Наиболее удобный пример для рассмотрения процесса размножения одноклеточных водорослей — хламидомонада. При благоприятных условиях существования она обычно выбирает бесполый способ размножения.

Бесполое размножение хламидомонады

Бесполое размножение хламидомонады состоит из следующих этапов:

остановка движения и потеря водорослью жгутиков;
образование двух, четырех или восьми подвижных клеток в материнской клетке;
выход зооспор из материнской клетки и самостоятельный рост до состояния взрослой хламидомонады.

Под зооспорами понимают подвижные клетки хламидомонады, которые формируются в случае бесполого размножения.

Половое размножение хламидомонады

Если условия существования неблагоприятные, то хламидомонада выбирает половой способ размножения.

Для этого способа характерны следующие моменты:

образование половых клеток или гамет внутри хламидомонады;
попарное соединение различных гамет хламидомонады при выходе в воду и образование зиготы с толстой оболочкой;
деление зиготы и образование четырех клеток (молодых хламидомонад) в случае наступления благоприятных условий.

Зигота — это сперматозоид и яйцеклетка, которые объединены под одной оболочкой.

Вегетативное размножение водорослей

Чем еще размножаются водоросли? Ответом на этот вопрос будет вегетативный способ размножения. Примеры большинства одноклеточных водорослей указывают на много- и разнообразие вегетативного размножения.

Этот процесс происходит как при помощи частей слоевища, так и распадом нити на одноклеточные части в результате отмирания отдельных клеток.

Некоторые водоросли имеют специальные образования, которые и обеспечивают вегетативное размножение.

К примеру, на слоевище сфацелярии или бурой водоросли есть почка, которая позже отпадает и прорастает в новое слоевище.

Для харовых водорослей характерно образование новых одноклеточных клубеньков, зимующих отдельно и дающих новую особь весной.

Акинеты являются клетками с запасами питательных веществ, которые присущи одноклеточным водорослям.

Такие клетки практически невосприимчивы к температурным перепадам, поэтому склонны к выживанию даже в неблагоприятных условиях окружающей среды — в случае гибели обычных вегетативных клеток. Нитчатые водоросли обладают акинетами такого типа, однако почти всегда их называют спорами.

Практически всем группам водорослей свойственно разделение собственного слоевища на отдельные клетки. Это довольно наглядный пример того, как одноклеточные водоросли размножаются вегетативным способом.

Перечисленные выше способы размножения считаются условно бесполыми. Чисто бесполый способ размножения характеризуется:

первоначальным делением на несколько частей протопласта клетки;
выходом продуктов деления из материнской клетки в результате разрыва ее оболочки.

Перед началом деления в протопласте клеток происходят разнообразные и до конца не изученные физиологические процессы, которые в итоге приводят к клеточному размножению. Половое размножение водорослей отличается от бесполого, в первую очередь, тем, что во втором случае происходит выход продуктов деления из оболочки материнской клетки.

Бывают случаи, когда внутри одноклеточных водорослей происходит образование одной споры, которая, в отличие от акинеты, покидает материнскую клетку.

Простое деление на двое, таким образом — тип размножения, присущий одноклеточным водорослям и другим группам данных организмов. Тем не менее этот тип размножения чаще встречается именно у одноклеточных водорослей. Основное преимущество такого способа — отсутствие существенных энергетических затрат. Его реализация связана с перешнуровкой одноклеточных водорослей. Благодаря этому способу сохраняется возможность равномерного распределения клеточных компонентов материнской клетки между двумя дочерними организмами (также и покровов).

В случае деления эвглены происходит эффективное деление ее клеточной оболочки (пелликулы) на две части между дочерними клетками.

Половой процесс одноклеточных жгутиковых водорослей характеризуется рядом особенностей. В результате него две особи сливаются — это называется гологамией.

Гологамия является процессом полового размножения, характерным для одноклеточных жгутиковых водорослей.

Слияние двух безжгутиковых вегетативных клеток представляет собой процесс конъюгации. Он представляет собой единственный вариант полового размножения одноклеточных водорослей, связанный с дроблением содержимого клетки и формирование специализированных клеток (гамет).

Для всех водорослей кроме конъюгат и красных водорослей характерно наличие гамет со жгутиками. Формирование примитивных одноклеточных водорослей происходит в вегетативных клетках.

Наиболее характерный способ размножения всех водорослей, в том числе одноклеточных — когда водоросли размножаются бесполым путем или вегетативным.

Выделяют несколько видов полового размножения:

хологамия. Это процесс слияния неспециализированных клеток. Характерен для отдельных видов одноклеточных водорослей;
изогамия. Представляет собой процесс слияния одинаковых гамет без полового разделения;
гетерогамия. Клетки в этом случае морфологически одинаковые, однако физиологически и генетически они различаются (происходит разделение полов);
оогамия. Процесс образования гамет, в котором важное значение имеют различия в строении и подвижности. Для яйцеклетки характерны крупные размеры, у нее нет подвижности. Для сперматозоидов характерны мелкие размеры, которые снабжаются жгутиком.

Размножение одноклеточных водорослей является довольно сложным. Однако это и многогранный процесс. За счет многообразия вариантов размножения эта группа живых организмов может приспосабливаться к меняющимся условиям среды и осваивать новые ареалы обитания, несмотря на примитивность строения.

Читайте также: