Жизненный цикл красных водорослей кратко
Обновлено: 04.07.2024
Кра́сные во́доросли (багрянки), подцарство водорослей , объединяющее как одноклеточные, так и многоклеточные организмы. Таллом чаще всего имеет вид разветвленных нитей, прикрепленных к субстрату при помощи ризоидов. к летки одно- или многоядерные, с двуслойной клеточной оболочкой. Наружный слой состоит из пектина , а внутренний — из гемицеллюлоз, которые могут сильно набухать, образуя обильную слизь.
Отличительной особенностью красных водорослей является набор пигментов, содержащихся в хлоропластах . Помимо хлорофиллов a и d и каротиноидов , у них имеются особые водорастворимые пигменты — фикобилины: красные фикоэритрины, а также синие фикоцианины и аллофикоцианины. От их соотношения зависит окраска таллома, которая может изменяться от малиново-красной до голубовато-стальной.
Размножение вегетативное, бесполое и половое. При бесполом размножении на талломе красных водорослей образуются спорангии . В результате серии делений, первое из которых является мейозом , в них развиваются неподвижные споры. Половой процесс проходит по типу оогамии . Крупная неподвижная яйцеклетка созревает в утолщении, расположенном на особой ветви таллома. В мужских половых органах — антеридиях образуются многочисленные мелкие, лишенные жгутиков спермации. Попадая во внешнюю среду, они пассивно переносятся током воды и прилипают к утолщенным веточкам таллома с яйцеклеткой внутри.
Около 3800 видов из 600 родов, распространенных преимущественно в морях. Обитают как в прибрежной полосе, так и на больших глубинах (до 200 м). По набору пигментов и отсутствию жгутиковых стадий в жизненном цикле красные водоросли напомингают цианобактерии , но отличаются от них строением клеток и наличием полового процесса. Используются для получения агара и других студнеобразных веществ ( анфельция ). Некоторые виды (напр., порфира ) съедобны или используются на корм скоту.
Порфи́ра, род красных водорослей. Слоевище пластинчатое, высота до 1 м. 25 видов, в морях умеренных поясов. Некоторые виды съедобны, в Японии и Китае их выращивают.
Красные водоросли. Верхний ряд, слева направо: ирландский мох, эндокладия колючая, порфира ланцетолистная, гелидиум. Нижний ряд, слева направо: пальмария обманчивая, гигартина, филлофора, полиневра.
Отдел Багрянки или Красные водоросли (Rhodophyta) включает по разным классификациям 4, либо 7 классов. К этому отделу относится от 5000 до 10000 видов.
Багрянки обитают преимущественно в теплых морях и океанах, хотя многие виды распространены в холодных областях земного шара. Незначительное число видов встречается в пресных водоёмах и почве. Размеры их от микроскопических до 1-2 м.
Строение
Таллом большинства видов красных водорослей многоклеточный (есть одноклеточные), нитчатый или пластинчатый, у некоторых сильно расчленён и напоминает ветвящиеся кустики. Окраска водорослей красноватая или багряная из-за присутствия красного пигмента фикоэритрина наряду с хлорофиллом и фикоцианом (рис.75). Благодаря фикоэритрину они способны фотосинтезировать в условиях слабого зелёного и синего освещения. Хроматофоры чаще всего в форме пластинок без пиреноидов. Пектиново-целлюлозные клеточные оболочки у многих видов сильно ослизняются, а у некоторых пропитаны углекислым кальцием и магнием, что придает таллому твердость. Такие водоросли играют важную роль в образовании коралловых рифов.
Рис. 75. Красные водоросли: 1 — порфира (Porphyra); 2 — делессерия (Delesseria); 3 — родимения (Rodimenia)
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.
красные водоросли o Rhodophytas - это тип организмов, принадлежащих к царству протистов, которые характеризуются красноватой окраской, обусловленной наличием в их клетках пигмента фикоэритрина.
Он был описан в 1901 году австрийским ботаником Ричардом фон Веттштейном. Это тип, который включает в себя две субфилы: Cyanidiophyna и Rhodophytina. Первый включает в себя один класс, а вторая группа шесть.
Они предпочитают морские места обитания, даже играя важную роль в формировании коралловых рифов. Некоторые развиваются, принимая в качестве субстрата другие водоросли или раковины животных, такие как брюхоногие моллюски (улитки) или двустворчатые моллюски (мидии, устрицы).
Группа красных водорослей является одной из наиболее изученных, так как она дает большое количество преимуществ для человека: в области здравоохранения, косметики и биотехнологических исследований..
- 1 Таксономия
- 2 Общие характеристики
- 2.1 - Клеточная структура
- 2.2 Пигменты
- 2.3 Вещество бронирования
- 2.4 Мобильность
- 4.1 Фотохимическая стадия
- 4.2 Стадия биосинтеза
- 5.1 Бесполое размножение
- 5.2. Половое размножение
- 6.1 Пищеварительный цикл
- 6.2 Тригенетический цикл
- 7.1 Они являются источником агара
- 7.2 Польза для здоровья
- 7.3 Косметическая индустрия
таксономия
домен: Eukarya
царство: протисты
Фил: Rodofita
Общие характеристики
Тип Rhodophyta - довольно большая и разнообразная группа организмов, которые иногда имеют характеристики, отличные друг от друга.
С морфологической точки зрения эти организмы могут иметь различную внешность: разветвленный тип дерева, в форме цилиндра или в виде широких листов. Е
Среди структур, типичных для водорослей, можно упомянуть таллом, который является телом собственно водорослей, и ризоид, который является структурой, аналогичной корням растений..
Также у некоторых есть структуры, известные как усики, которые позволяют вам прикрепляться к различным элементам среды обитания или другим водорослям..
-Клеточная структура
Что касается клеточной структуры, этот тип может быть найден от одноклеточных организмов (образованных одной клеткой) до многоклеточных организмов (образованных более чем двумя клетками).
Из этого можно сделать вывод, что среди красных водорослей есть микроскопические, а другие чрезвычайно большие. Настолько, что они даже достигают длины, превышающей метр
Клеточная стенка
Клетки водорослей этого типа похожи на растения, поскольку имеют внутреннюю структуру, известную как клеточная стенка. Это составлено из биополимера, известного как целлюлоза.
Кроме того, клетки имеют внешний слой над клеточной стенкой, который состоит из слизистых углеводов. Функция этих внутри клеток состоит в том, что ткани компактны.
Эти клетки не изолированы друг от друга, но поскольку в определенных секторах клеточная стенка каждой клетки развита не полностью, это вызывает связь между клетками, через которую может происходить обмен различными веществами. Это дифференциальная характеристика этой группы.
хлоропласты
Аналогичным образом, среди клеточных органелл, обнаруженных в их клетках, мы можем упомянуть хлоропласты, которые в случае красных водорослей имеют двойную мембрану и чьи тилакоиды не сгруппированы, как у всех растений, в которых они растут. структуры формирования группы, известные как граны.
центриоли
Аналогично, внутри клеток наблюдается значительное отсутствие важной органеллы в процессе митоза у других живых существ: центриолей.
Что касается типичной клеточной структуры, клетки Rhodophypha могут представлять собой одно ядро, а также многоядерные.
пигменты
Как известно, различные пигменты находятся внутри хлоропластов, наиболее известным из которых является хлорофилл. В хлоропластах, которые имеют клетки этого типа водорослей, может быть хлорофилл типа А, помимо каротиноидов и других вспомогательных пигментов, таких как ксантофиллы, фикоэритрин и фикоцианин.
Характерный красноватый цвет этих водорослей обусловлен тем, что зеленый хлорофилл маскируется фикоэритрином и фикоцианином, поскольку эти пигменты поглощают синий свет, который имеет большее проникновение в воду.
Резервное вещество
В клетках этих водорослей хранится вещество, известное как флоридный крахмал, который является уникальным и эксклюзивным для представителей рода Rodhophyta..
Этот углевод является продуктом процесса фотосинтеза и хранится в ваших клетках. Хранение происходит в гранулах, расположенных в цитоплазме, вблизи хлоропластов.
мобильность
Родофиты - сидячие и неподвижные организмы. Они не представляют жгутики в любой из фаз их жизненного цикла.
среда обитания
Большинство видов красных водорослей встречаются в морских экосистемах. Однако есть несколько пресноводных экосистем. Их особенно много в теплой и теплой воде.
Есть виды, которые способны фиксировать карбонат кальция, что делает их незаменимыми членами коралловых рифов..
питание
Члены рода Rodhophyta являются автотрофами. Это означает, что они могут синтезировать свои собственные питательные вещества, особенно в процессе фотосинтеза.
Красные водоросли выполняют кислородный фотосинтез, где вода является основным донором электронов, поэтому выделяет кислород в качестве побочного продукта. Этот тип фотосинтеза состоит из двух хорошо дифференцированных стадий: фотохимии и биосинтеза..
Фотохимическая стадия
Субстратами, необходимыми для проведения этой фазы, являются вода, ADP (дифосфат аденозина) и NADP (дифосфат никотинамина). На этом этапе первое, что происходит, - это поглощение солнечного света молекулами хлорофилла..
Продукт энергии, которая выделяется там, молекула воды отделяется, выделяется кислород. Также пожертвуйте 2 е - что после пересечения цепи переноса электронов генерируют НАДФН + Н + .
Стадия биосинтеза
Основными веществами, необходимыми для этой стадии, являются: диоксид углерода (CO2), АТФ и NADPH. Это также известно как цикл Calvim или цикл Pentose.
Это циклический процесс, который поступает в СО2, а также в АТФ и НАДФ, которые получают на стадии фосотинтетики. В этом цикле в результате ряда реакций образуется резервное вещество красных водорослей - флоридный крахмал, НАДФ. + и ADP.
воспроизведение
Красные водоросли имеют два типа размножения: бесполое и половое. Что касается бесполого размножения, то это может происходить через два процесса: споруляция или фрагментация лепестка..
Бесполое размножение
В случае споруляции моноспоры образуются в каждой клетке определенных ветвей. Каждая спора способна породить новое живое существо.
Аналогично, у водорослей, которые размножаются бесполым путем фрагментации таллома (тела водорослей), часть водорослей отделяется от тела, и из этого может быть получен полностью функциональный взрослый организм..
Бесполое размножение - это процесс, в котором родитель рождает потомство точно так же, как он, с физической и генетической точки зрения..
Половое размножение
Половое размножение происходит посредством процесса, известного как оогамия. Это состоит из оплодотворения женской гаметы, которая не подвижна, подвижной мужской гаметой.
Как следует понимать, поскольку это процесс полового размножения, происходит обмен генетическим материалом между обеими гаметами..
Женская гамета Rodhophytas является большой и неподвижной, в то время как мужская гамета мала и движется под действием потока воды, поскольку в ней нет бича..
Мужская гамета, известная как спермаций, приходит к женскому гаметангио и оплодотворяет его. У этого есть нить рецептора мужской гаметы, названная trichogonia.
Жизненный цикл
Чтобы понять жизненный цикл красных водорослей (один из самых сложных в природе), необходимо знать и понимать два термина:
- gametofito: является гаплоидным половым поколением (с половиной генетической нагрузки вида)
- esporofito: является диплоидной фазой (с полной генетической нагрузкой вида) плюрицеллюлярных водорослей и растений, которые имеют циклы с чередующимися поколениями.
Как только это установлено, можно сказать, что родофиты могут иметь два типа биологических циклов: дигенетический и тригенетический. Это зависит от сложности вида.
Пищеварительный цикл
Это представлено, например, видом Phophyra linearis, вид красных водорослей. В этом типе цикла появляются два поколения: гаметофит и спорофит. Первый является доминирующим.
Гаметофит производит гамет, женский и мужской. Когда происходит оплодотворение, образуется спорофит. Это, в свою очередь, приведет к образованию спор, из которых, в свою очередь, появятся новые гаметофиты.
Важно уточнить, что и гаметофит, и споры являются гаплоидными, тогда как спорофит является диплоидной структурой..
Тригенетический цикл
В этом типе цикла есть три поколения: карпоспорофит, тетраспоры и гаметофит. Каркоспорофито является диплоидным, а тетраспоры и гаметофит - гаплоидными.
Тетраспорофит в процессе мейоза производит споры, которые сгруппированы по четыре (тетраспоры). Каждая спора порождает гаметофит.
Как и ожидалось, каждый гаметофит генерирует женские, неподвижные и мужские, подвижные гаметы. Они выпускаются, а женские остаются в гаметофите..
![]()
Как только происходит оплодотворение, образуется зигота с диплоидом, известная как карпоспорофит, которая развивается на женском гаметофите. Эта структура производит споры, известные как каскоспоры, которые прорастают и происходят из первого поколения цикла, тетраспорофита..
приложений
Красные водоросли использовались людьми в течение сотен лет из-за множества преимуществ и применений, которые они имеют..
Они являются источником агара
Агар - вещество желатиновой текстуры, которое используется в различных областях. В микробиологии его используют в качестве питательной среды, в гастрономической области в качестве гелеобразующего агента, а в молекулярной биологии - в электрофорезе в агарозном геле и в гель-проникающей хроматографии..
Красные водоросли содержат большое количество слизи. Это основа для производства агара.
Процесс получения агара довольно прост. Во-первых, они должны быть высушены на солнце. Впоследствии погружается в горячую воду с некоторым щелочным раствором. Затем их очень хорошо промывают холодной водой и добавляют серную кислоту, чтобы они теряли щелочность и гипохлорит натрия, чтобы отбелить их..
Они подвергаются варке в течение двух часов, по окончании которых продукт извлекается. Это подвергается процессу фильтрации. Как только фильтрация получена, процесс гелеобразования проводится, охлаждая его до разных температур. Затем его прессуют и сушат горячим воздухом. Наконец, это молотый и просеянный для упаковки.
Польза для здоровья
Красные водоросли являются источником многочисленных соединений, которые очень полезны в фармацевтической промышленности.
Во-первых, они являются признанным источником йода. Это элемент, который использовался в течение многих лет для лечения заболеваний щитовидной железы, таких как зоб.
Точно так же красные водоросли обладают доказанным антиоксидантным и противовирусным действием. Во-первых, они способны уменьшить негативное влияние свободных радикалов на клетки, а также стимулируют выработку интерферона для борьбы с вирусными агентами, попадающими в организм..
Недавние исследования показали, что красные водоросли имеют определенную степень участия в блокаде фермента, который вмешивается в процесс артериальной гипертонии, что позволяет контролировать эту патологию..
Кроме того, красные водоросли богаты кальцием и витамином К. Кальций является важным дополнением в профилактике патологии, которая поражает все больше людей каждый день: остеопороз. Витамин К обладает важными свойствами, которые связаны с процессом свертывания крови и, таким образом, предотвращают кровотечение..
Косметическая индустрия
Красные водоросли широко используются в косметической промышленности из-за их компонентов и потенциальных преимуществ этих.
Например, водоросли вида Chondrus crispus Они используются в производстве увлажняющих, защитных и смягчающих средств. Аналогично, другой вид, Gracilaria verrucosa Он очень богат агаром, который используется при разработке различных косметических продуктов.
Таким же образом, Asparagopsis armata, Другой вид красных водорослей, широко используется в производстве увлажняющих и регенерирующих продуктов, а также в продуктах для чувствительной кожи и в продуктах для детей..
Читайте также:
