Внешнее строение водорослей кратко

Обновлено: 05.07.2024

Водоросли – старейшие микроорганизмы на Земле

Водоросли одни из самых древних микроорганизмов на планете, ореол обитания которых велик и разнообразен. Они являются основой пищевой цепочки питания для множества животных и млекопитающих. Их жизнедеятельность обеспечивает необходимые объёмы кислорода, а их заросли служат местом обитания разных видов беспозвоночных. Состояние биоценоза водных объектов должно находиться в идеальном равновесии, что не может происходить без водорослей. В комплексе с различными органическими соединениями они участвуют в самоочищении воды, используются в сельскохозяйственной сфере и активно применяются для изготовления необходимых предметов обихода человека.

Из чего состоит водоросль

Водоросли относят к формам растений низшей категории. На сегодняшний день специалисты насчитывают более 35 тысяч их разновидностей, подразделяющихся на формы одноклеточных и многоклеточных разновидностей. Некоторые из них можно отдельно рассмотреть только под микроскопом, а другие способны вырастать в длину на несколько метров.

Название этого вида организма говорит о том, что он обитает преимущественно в пресной или соленой воде, что не совсем верное утверждение. Большое количество видов можно найти на влажных территориях планеты, почве и в коре деревьев, ледниках.

Низшей формой растений водоросли называют из-за отсутствия привычных тканей. Водоросли из одной клетки представляют собой простейший организм, способный образовать колонии. Многоклеточные водоросли имеют подобие тела, имеющее название слоевище (таллом).

Все водоросли, из-за отношения к классификации растений, являются автотрофами, то есть имеют способность синтезировать органику из неорганики. Они содержат в себе хлорофилл, а так же разнообразные пигменты в число которых входят бурые, синие, оранжевые и красные оттенки, расположенные в хроматофорах. Не редко хроматофоры являются местом скопления столь необходимого водорослям крахмала в качестве питательного вещества. Преобладание того или иного оттенка оказывает влияние на подвид водорослей, подразделяя их на зеленые, бурые и красные.

Особенности строения водорослей

Не зависимо от подразделения водорослей на одноклеточные и многоклеточные соединения их структурной единицей является клетка. В природе существуют разнообразные степени классификации типов, которые помогают различать данные клетки по функциям, формам, размерам, оттенкам, расположению веществ и многому другому. Из всех существующих классификаций наиболее важной считается разграничение по особенностям строения, которое обнаруживается с помощью изучения клеток через микроскоп. С этой точки изучения клетки водорослей подразделяются на типичные ядра и не имеющие типичных ядер. Не типичные или прокариотические (прокариоты) характерны для водорослей прохлорофитовых и синезеленых представителей водорослевого разнообразия, а типичные или эукариотические клетки (эукариоты) характерны для всех остальных разновидностей.

Основное слоевище водорослей отличается разнообразными морфологическими признаками. Так водоросли существую не только в виде многоклеточных и одноклеточных. Существуют колониальные и неклеточные. Их размеры существенно отличаются от вида, что даёт размерный диапазон от микроскопических до крайне крупных экземпляров.

Выдающаяся особенность одноклеточных представителей разнообразия водорослевых заключается в наличии клеточных и организменных черт физиологии благодаря тому, что они состоят лишь из одной клетки. Эта система является по-настоящему автономной, ведь она способна самовоспроизводиться, развиваться, расти. Ее неуловимый глазом размер не затрудняет поглощение растворов из минеральных солей и углекислот, переработку их и воспроизводимость жиров, углеводов и белков.
Проделав длинный путь к самостоятельному организму одноклеточные перешли в стадию многоклеточных. Процесс развития сопровождался потерей некоторых функций и качеств структуры клеток. Внутри слоевищ появлялись новые процессы, которые можно назвать как первый шаг в эволюции в развитии тканей.

Сифоновые водоросли имеют особенную уникальность. В их талломах нет делений на клетки, но в процессе формирования одноклеточная стадия все же существует.

Окрашивание водорослей зависит от находящегося в них пигмента. Существуют зеленые, красные, фиолетовые, жёлтые и многие другие расцветки. Это обусловлено тем, что некоторые разновидности содержат в себе хлорофилл, а другие иные вещества-пигменты.

В процессе эволюции водоросли обрели способность, называемую фотосинтезом. Этот тип энергии для питания, синтезирующий органические вещества из неорганических, является основным для этого вида растений низшей классификации. Примечательно, что при определённых условиях водоросли могут перейти с фотосинтеза на питание готовыми органическими веществами или использовать симбиоз этих двух способов одновременно. Такое питание и способность подстраиваться под условия помогают водорослям занимать различные ниши в экологии планеты.

Строение клетки водоросли

Клетки водорослей при более подробном изучении имеют разнообразную форму. Но специфика их строения остаётся практически одинаковой. Протопласт у основного вида водорослей разделен на ядро и цитоплазму. Исключением является разновидность синезеленых водорослей, не имеющая типичного ядра. В основных случаях одна клетка имеет в себе только одно ядро, но бывают и исключения. Ядро заключено в кариозому и по своему строению очень похоже на высшие формы растений. Хроматин в ядрах большинства представителей водорослевого мира не отличается цветом от кариолимфы, что делает ядро пустотелым. Расположение ядер в клетках и его формы зачастую систематичны.

Ядро расположено в цитоплазме, сок которой заполняет область клетки или оставляет небольшие отсеки – вакуоли. Они зачастую имеют значительные размеры и занимают большой объём во всей клетке. У некоторых разновидностей вакуоли имеют некоторые особенности. Например, у клеток удлинённой формы вакуоли имеют шаровидную форму с кристаллами гипса внутри, находящимися в постоянном движении.

Вакуоли пульсирующего типа часто встречаются в гаметах и зооспорах. Они могут существовать в подвижных и неподвижных клетках и имеют не простое строение. В более простых случаях вакуоль выбрасывает имеющуюся жидкость в цитоплазму или через оболочку клетки путём сокращения. Наиболее сложные случаи представлены целым рядом вакуолей, которые пропускают жидкость друг через друга и сокращаясь наполняют через дополнительный канал в цитоплазму.

Газовые вакуоли – разновидность, при которой полости в цитоплазме заполнены газом. Он благодаря небольшому весу так же сокращает вес низшего растения, что определяет их поверхностное обитание на водной глади. Газ образуется и у водорослей, находящихся на глубине. Его появлению способствует внутриклеточное брожение и только после его полного завершения водоросли поднимаются на поверхность.

Оболочки водорослей различаются химической структурой состава. В основном они содержат целлюлозу и пектиновые вещества. Состав определяется систематической принадлежностью к тому или иному подвиду водорослей. В оболочках зачастую прослеживается слоистость, обусловленная составом. Зачастую внешние слои состоят из целлюлозы, а внутренние отличаются большим содержанием пектина. Оболочки покрыты шипами, увидеть которые можно под микроскопом.

Одни из самых важных элементов клетки – хроматофоры. Они отличаются наибольшим разнообразием, внешним видом и расположением, что даёт систематичность признаков и в пределах большинства видов они постоянны. Хроматофоры обеспечивают процесс фотосинтеза благодаря содержанию хлорофилла. Чаще всего они передаются дочерним клеткам от материнских, реже образовываются из бесцветных лейкопластов.

Образующиеся в клетке продуты фотосинтеза откладываются в цитоплазме, хроматофорах или клеточном соку. Местом отложения ценного для водорослей крахмала являются хроматофоры, а так же пиреноиды. Пиреноиды появляются за счёт деления или возникают как новообразование. Они имеют несколько размеров и форм, самыми распространёнными из которых считаются голые и скорлупчатые.

Большинство подвижных клеток со жгутиками имеют стигму. Она имеет красный цвет за счёт содержания кератина в составе. Зачастую она состоит из двух частей, имеющие двойной окрас. Первая – прозрачная, обращена наружу выпуклой частью, вторая – окрашенная, располагается под первой и повторяющая ее форму. Функция стигмы заключается в восприятии раздражения от света. Она функционирует по принципу линзы.

Характерная часть большинства клеток – жгуты. Они есть на протяжении всей жизни клетки или только в ее определённой фазе. Это цитоплазменные отростки, имеющие связь с ядром, проходящие через всю поверхность клетки. Жгуты могут делиться вместе с клеткой или образовываться самостоятельно.

Строение клеток зелёных водорослей хламидомонада и хлорелла

Данные микроскопические водоросли входят в состав планктона, перемещаясь по поверхности воды вырабатывая органические вещества, благодаря которым живет весь водный мир.

• Зелёная водоросль хламидомонада.
Клетка хламидомонады имеет преимущественно овальную форму с небольшим изгибом на одной стороне. В этой части располагаются жгутики, которые помогают передвигаться водоросли в воде. Поверхность клетки имеет прозрачную пектиновую оболочку, слегка прилегающую к мембране.
Цитоплазма хламидомонады обеспечена ядром, вакуолью с клеточным соком, стигмой и двумя пульсирующими вакуолями.

Хламидомонада имеет свойство передвигаться к свету, благодаря наличию стигмы, и кислороду. Это определяет ее преимущественное поверхностное местонахождение.

Процесс фотосинтеза протекает с помощью хлорофилла в хроматофоре, имеющим вид чаши.

• Зеленая водоросль хлорелла.
Обитающая в водоёмах с пресной водой и почве с высокой влажностью водоросль имеет форму шара без жгутиков. Она неподвижна по своей природе, так как не имеет стигмы, которая стремилась бы на солнечный свет. Оболочка водоросли за счёт преобладания целлюлозы плотная.

Цитоплазма имеет в себе ядро и хроматофор с хлорофиллом, дающим интенсивно протекающий фотосинтез. За счёт этого процесса водоросль отдаёт большой объём органического вещества и кислорода.

Строение многоклеточных водорослей

Многоклеточные водоросли входят в класс низших растений, образованных благодаря колонизации одноклеточных растений в слоевища. Самыми распространёнными многоклеточными водорослями считаются спирогира и улотрикс.

• Спирогира – нитчатая зелёная водоросль. Она встречается в пресных водах в виде зеленой тины. Ее нити состоят из клеток в форме цилиндра, что не позволяет им быть ветвистыми. Каждая клетка покрыта склизкой массой и имеет плотную оболочку с целлюлозой. Хроматофор представлен в виде закрученный спирали. Ядро расположено в цитоплазме и закреплено за счёт протоплазменных нитей. Каждая клетка оснащена вакуолью и содержащимся соком.

Спирагира размножается вегетативным способом, которое подразумевает деление нити на небольшие участки. Половой процесс происходит в виде конъюгации. Во время этого процесса между рядом находящимися нитями образуется свободное пространство, по которому содержимое клетки одной водоросли переходит в другую оболочку. После этого процесса образуется зигота, которая при оптимальной температуре вырастает в спирагиру.

• Недалеко от поверхности воды водоемов образуется многоклеточная водоросль улотрикс нитчатого строения. Его нити имеют не ветвистую структуру и крепятся к субстрату. Каждая нить представляет собой гармоничное взаимодействие небольшого количества клеток, которые вырастают благодаря поперечному делению.

Хроматофор у улотрикс имеет необычную форму слегка не замкнутого кольца. Благоприятные условия создают возможность образования зооспор. У каждой споры имеются жгутики в количестве не более 4 штук. При сцеплении споры с предметом в водоеме начинается процесс деления, за счёт которого водоросль растёт.

При наименее благоприятных условий улотрикс может размножаться половым путём. В некоторых клетках происходит процесс образования гаметы с двумя жгутиками. После выхода из оболочки клетки они сливаются, образовывая зиготы, что впоследствии повлияет на развитие новой водоросли.

Строение одноклеточных водорослей

Основная особенность одноклеточных водорослевых заключается в том, что всего одна клетка выполняет все важные функции для существования: рост, питание, движение, размножение и т.д.

Ядро имеют все представители одноклеточных водорослей не зависимо от цвета (исключением являются синезеленые). Помимо ядра в составе присутствуют цитоплазма, митохондрии, клеточный центр, лизосомы и рибосомы, аппарат Гольджи и ретикулум. Особенностью строения можно назвать наличие пигмента в пластиде. Способом перемещения на поверхности воды и в ее толще являются жгутики, характерные для большинства одноклеточных водорослей.

Водорослевые этой разновидности ведут различный образ жизни. Часть одноклеточных низших растений образуют фитобентос, свободно плавая в толще воды, другая часть располагается в организмах животных, вступая в биологические реакции. Остальная часть образует колонии, формируется в виде нитей и цепляется за объекты под водой.

Строение зелёных водорослей

Водоросли с зелёным пигментом зачастую имеют форму шара или овала, но в природе встречаются и другие разновидности, состав поверхности которых содержит в себе следы целлюлозы. Наиболее распространённые зеленые одноклеточные формы хлореллы и хламидомонады. Их пигментный цвет сосредоточен в хроматофорах, а размножение происходит за счёт работы дочерних клеток, подвижных спор или половым путём. Колонии водорослей возникают при размножении дочерними клетками, остающимися в неразрывной связи. Ядро клеток отделено мембраной от цитоплазмы, в которой часто содержатся следы крахмала как продукта процесса фотосинтеза.

Примером распространённого представителя зеленых водорослей является вольвокс. Это низшее растение формирует колонию, в составе которой может находиться от 500 клеток до 65 тысяч. Каждая его клетка обладает жгутиками, хлоропластом, глазком и ядром. Каждая клетка отделена друг от друга желеобразной субстанцией, а их расположение обеспечивает подвижность организма. Если клетка или несколько клеток погибают по различным причинам, то на всю колонию это не влияет и организм продолжает жить.

Строение бурых водорослей

Одними из самых высокоразвитых растений из низших форм по морфологическим и анатомическим показателям считается бурая или желтовато-бурая водоросль. Она распространена на глубине не более 120 м в океанах. Размер ее тела может достигать от нескольких сантиметров до сотни метров в длину. Имеет ряд разновидностей: ленточная, кустисто-ветвистая и листовидная. Чаще всего встречается первая разновидность бурой водоросли. Некоторые формы имеют своеобразные капсулы с кислородом, помогающие им держать вертикальное положение.

Эта разновидность имеет органы крепления в виде базового диска или ризоидов, находящихся в основании слоевища. Разрастается организм благодаря делению клеток. У хроматофор пластинчатая структура, содержащая в себе хлорофилл, фукоксантин и каротин с бурым пигментом.

Вегетативное тело водорослей не дифференцировано на органы и называется слоевищем или талломом. Только у высокоорганизованных представителей (красных и бурых водорослей) наблюдается некоторая внутренняя дифференциация тела на ткани. Размеры и структурная организация вегетативного тела водорослей очень разнообразны. Среди них встречаются как микроскопические одноклеточные и колониальные, так и многоклеточные организмы, достигающие иногда десятков метров в длину и имеющие разнообразную форму тела (нитчатую, пластинчатую, разветвлённую).

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 являются наиболее древней группой растений. Они прошли длительный эволюционный путь, приспосабливаясь к различным сменявшимся условиям на Земле.

Водоросли относятся к низшим растениям, так как не имеют тканей и органов. Тело водорослей называется талломом, или слоевищем. У некоторых водорослей естьризоиды — нитевидные выросты, в основном предназначенные для прикрепления к субстрату. Могут выполнять функцию всасывания воды и минеральных веществ.

Обитая в водной среде, они поглощают питательные вещества всей поверхностью. Вода поглощает и рассеивает свет, поэтому по мере погружения освещенность падает. Волны красной части спектра практически не проникают на глубину свыше 12 м. А именно в этой области спектра "работает" хлорофилл. Поэтому для лучшего обеспечения фотосинтеза у многих групп водорослей появились дополнительные пигменты, поглощающие свет в синей области спектра. Для каждого отдела водорослей характерен свой набор пигментов, что отражается в их названиях.

отдел зеленые водоросли

Зеленые водоросли не имеют дополнительных пигментов, поэтому их окраску определяет хлорофилл. Именно эта группа водорослей дала начало высшим растениям. Они широко распространены в пресных и морских водах, встречаются также на суше в увлажненных местах: в почве, на коре деревьев, на камнях. Размеры их варьируют от нескольких микрометров до метров. Они представлены различными жизненными формами: одноклеточными, колониальными, нитчатыми и многоклеточными. Представителями одноклеточных водорослей являются хламидомонада и хлорелла.

СТРОЕНИЕ ХЛАМИДОМОНАДЫ

Хламидомонада представляет собой округлую клетку, вытянутую с переднего конца (рис. 1). На этом конце находится пара жгутиков, за счет которых она довольно быстро передвигается. Снаружи клетка покрыта клеточной стенкой. В центре клетки находитсягаплоидное ядро (содержит одинарный набор хромосом — n). Единственная крупная пластида, называемая хроматофор, имеет чашевидную форму и располагается по периферии клетки, делая всю ее окрашенной. В клетке имеется обычный набор эукариотических органелл. Кроме того, на переднем конце располагается пара сократительных вакуолей, выводящих из клетки избыток воды.

В условиях неравномерного освещения хламидомонада всегда плывет на свет. Это явление называется положительным фототаксисом. Для его осуществления у хламидомонады есть специальный органоид, видимый как маленькая красная точка в основании жгутиков. Он называется стигма, или глазок.

РАЗМНОЖЕНИЕ И ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ ХЛАМИДОМОНАДЫ

Жизненный цикл хламидомонады идет с чередованием гаплоидной и диплоидной форм (рис. 2). В благоприятных условиях хламидомонада быстро размножается бесполым путем. Достигнув определенных размеров, клетка отбрасывает жгуты и округляется. Происходит, в зависимости от вида, 1, 2 или 3 митотических деления ядра. Под оболочкой материнской клетки образуется 2, 4 или 8 мелких клеток, имеющих пару жгутиков. Оболочка материнской клетки разрывается, и мелкие клетки, называемыезооспорами, выходят в среду. Они растут и превращаются во взрослых хламидомонад.

Рис. 2. Жизненный цикл хламидомонады

В неблагоприятных условиях у хламидомонады начинается половой процесс. Внутри родительских клеток формируются подвижные гаметы, которые выходят в воду. Гаметы, происходящие из разных родительских клеток, соединяются попарно и образуют зиготу. Она покрывается плотной оболочкой и превращается в зигоцисту, способную переживать неблагоприятные условия. При наступлении благоприятных условий в зигоцисте происходит мейоз, и из нее выходят 4 зооспоры, вырастающие во взрослую хламидомонаду.

ХЛОРЕЛЛА

Размножается она только бесполым путем (рис. 4), а неблагоприятные условия переживает в форме цисты, в которые превращаются обычные клетки. Для хлореллы характерна высокая скорость фотосинтеза, она богата белками и липидами, благодаря чему ее выращивают на корм скоту и применяют для регенерации кислорода в космических аппаратах.

Представителями нитчатых зеленых водорослей являются улотрикс и спирогира.

УЛОТРИКС

Улотрикс растет в прикрепленном состоянии (рис. 5). Нижняя клетка нити, называемаяприкрепительной (ризоидальной) клеткой, плотно врастает в поверхность какого-либо подводного предмета, образует толстую клеточную стенку, ее цитоплазма отмирает. Остальные клетки имеют одинаковое строение и способны к делению и фотосинтезу. За счет их деления водоросль растет в длину.

Улотрикс размножается половым и бесполым путем (рис. 6).

Бесполое размножение улотрикса осуществляется с помощью подвижных 4-жгутиковых зооспор. Они образуются путем митотического деления из клеток средней части нити. Прикрепившись к какой-нибудь поверхности, они сбрасывают жгуты и делятся митозом в плоскости, параллельной поверхности. Нижняя клетка превращается в прикрепительную, а верхняя продолжает делиться, образуя нить. Нити улотрикса могут размножаться фрагментацией.

В неблагоприятных условиях улотрикс размножается половым путем. В клетках нити формируются подвижные гаметы. Они, соединяясь попарно, образуют зиготу, которая превращается с зигоцисту, переживающую неблагоприятные условия. В благоприятных условиях в ней происходит мейоз, и образовавшиеся гаплоидные клетки дают начало новым нитям улотрикса.

СПИРОГИРА

Спирогира представляет собой длинные плавающие в толще воды нити, состоящие из крупных клеток (рис. 7). Центр клетки занимает крупная центральная вакуоль, цитоплазма находится в пристенном слое и пронизывает вакуоль отдельными тяжами. Особенность спирогиры: один или несколько лентовидных хроматофоров, закрученных в спираль, и гаплоидное ядро.

Нить растет за счет деления всех клеток.

При фрагментации нити каждый ее кусочек может дать начало новой нити. Так происходит вегетативное размножение спирогиры. Часто в водоемах спирогира образует густые сплетения, похожие на зеленую вату.

Половой процесс — конъюгация — у спирогиры происходит между обычными клетками двух разных нитей (рис. 8).

Происходит слияние клеток, а затем и ядер. Формируется диплоидная зигота, которая окружается плотной оболочкой — образуется зигоспора. Зигота делится мейозом, образуя 4 гаплоидные клетки.

В дальнейшем 3 из 4 клеток погибают. Оставшаяся прорастает в гаплоидную нить спирогиры.

СИФОНОВЫЕ ВОДОРОСЛИ

Одной из самых древних групп зеленых водорослей являются сифоновые водоросли. У них таллом образован, как правило, одной гигантской клеткой. В цитоплазме кроме одного или нескольких ядер содержится также один или несколько хлоропластов. Многочисленные хлоропласты обладают дисковидной или веретеновидной формой; когда хлоропласт один, он имеет сетчатое строение. Примерами таких водорослей являются каулерпа (рис. 9) и ацетабулярия (рис. 10).

АЦЕТАБУЛЯРИЯ

Нижняя часть одноклеточного слоевища (ризоид) находится в грунте. В ризоиде расположено ядро. Вверх растет ножка, достигающая в длину нескольких сантиметров. На ее конце формируется шляпка. Для размножения по периферии шляпки образуются споры, из которых вырастают новые растения.

отдел Бурые водоросли

С помощью дополнительных пигментов они могут осуществлять фотосинтез на глубине до 30 метров. Они встречаются только в морях и представляют собой крупные растения (до 30 метров в длину), состоящие из диплоидных клеток. Таллом образует ризоиды для прикрепления к субстрату (рис. 11). Многие из них растут в приливно-отливной зоне (литорале) и во время отлива оказываются на суше. Для защиты от высыхания бурые водоросли образуют много слизистых веществ. Представителями бурых водорослей является фукус (рис. 12) и ламинария (рис. 13). Таллом фукуса содержит многочисленные пузырьки воздуха для увеличения плавучести.

Рис. 11 Рис. 12 Рис. 13

В жизненном цикле бурых водорослей наблюдается чередования гаплоидного гаметофита и диплоидного спорофита с преобладанием спорофита.

Размножаются бурые водоросли половым и бесполым путем. Диплоидные растения посредством мейоза образуют гаплоидные клетки. У одних (род фукус) они становятся гаметами, при слиянии которых образуется зигота, дающая начало новому растению. У большинства же продуктами мейоза являются споры, которые дают начало гаплоидной стадии (рис. 14).

Рис. 14. Жизненный цикл ламинарии

Гаплоидная стадия представляет собой мелкие нитевидные образования, которые недолго живут на дне моря. Они раздельнополы. На них формируются многоклеточные (!) половые органы, в которых образуются гаметы: яйцеклетки и сперматозоиды. Они, сливаясь, образуют зиготу, из которой вырастают крупные диплоидные растения.

Отдел красные водоросли (багрянки)

На глубинах более 30 метров света не хватает и для бурых водорослей. Там обитают красные водоросли, пигменты которых способны использовать синий свет. Основные пигменты: хлорофилл, каротиноиды (желто-оранжевые), фикобилины (красно-синие). Встречаются они и на более мелких участках дна, вплоть до границы воды и суши. В основном это морские растения средних размеров (десятки сантиметров в длину), но среди них есть и обитатели пресных вод, и одноклеточные представители. Представители: порфира (рис. 15) и филлофора (рис. 16).

В пресных водоемах (ручьях и болотах) распространен батрахоспермум ( "жабья икра") в виде разветвленных сине-зеленых кустиков, окутанных бесцветной студенистой слизью, придающей ему отдаленное сходство с икрой лягушек или жаб (рис. 17).

У красных водорослей в жизненном цикле одинаково представлены гаплоидная и диплоидная стадии, часто они образуют единый таллом. Полностью отсутствуют жгутиковые стадии жизненного цикла.

Многие виды красных водорослей употребляются в пищу, используются для получения агар-агара и медицинских препаратов.

Читайте также: