Ульва рисунок


Самый обширный отдел водорослей, включающий от 13 000 до 20 000 видов. Обитают в основном в пресных водоемах, имеют зеленую окраску вследствие преобладания хлорофилла a и b по количеству над другими пигментами (каротиноидами, ксантофиллами). Этот отдел включает в себя одноклеточные, многоклеточные и колониальные формы. Большинство из них растет на глубине 20-40 метров.

Клеточная стенка зеленых водорослей образована целлюлозой, запасное питательное вещество — крахмал. У многих представителей в жизненном цикле наблюдается чередование полового поколения (гаметофита) и бесполого (спорофита).

Хламидомонада

Хламидомонада — одноклеточная двужгутиковая зеленая водоросль, обитающая в лужах, пресных водоемах, прудах. Форма клетки грушевидная. На переднем конце тела имеет два жгутика, за счет которых активно движется.

Светочувствительный глазок (стигма) помогает хламидомонаде занять наиболее освещенное место для активного процесса фотосинтеза, который идет в хроматофоре. Сократительные (пульсирующие) вакуоли клетки удаляют избыток постоянно поступающей внутрь воды, таким образом, они поддерживают осмотическое давление на уровне, необходимом для жизни.


Хламидомонада имеет чашевидный хроматофор с пиреноидом — округлой белковой гранулой, содержащей фермент, который участвует в синтезе сахаров. Вокруг пиреноида запасается крахмал.

Размножение хламидомонады

Способна размножаться как бесполым, так и половым путем, в том числе с помощью конъюгации.

  • Бесполое размножение
  • При благоприятных условиях (летом) размножается бесполым путем с помощью зооспор. Хламидомонада (n) дважды делится митотически без разрыва материнской оболочки, в результате образуются 4 клетки (n). Они растут, у каждой из них развивается жгутик, появляется глазок и клеточная стенка. С течением времени материнская оболочка, окружающая клетки, разрывается, и зооспоры выходят во внешнюю среду. Из каждой зооспоры развивается взрослая клетка.

  • Половое размножение
  • Рассмотрим изогамный половой процесс, при котором гаметы не отличаются по строению, внешнему виду, одинаково подвижны.

    Половое размножение активируется при наступлении неблагоприятных условий (пересыхание водоема, понижение температуры внешней среды). Внутри хламидомонады (n) путем митоза образуются половые клетки — гаметы (n). Запомните, что в половом размножении всегда участвуют половые клетки 😉


    Гаметы (n) разных хламидомонад попарно сливаются, в результате чего образуется зигота (2n), которая покрывается плотной защитной оболочкой — цистой. При благоприятных условиях зигота (2n) делится мейозом, по итогам которого образуются 4 хламидомонады (n).

Красный снег

Красный снег — явление, характерное для приполярных областей Земли, также встречается на высоких горах. Снег приобретает нехарактерную красную окраску, связанную с массовым размножением Хламидомонады снежной, клетки которой содержат красный каротиноид — астаксантин. Для особей этого вида благоприятными являются низкие температуры, при температуре выше +4 °С они погибают.

Хлорелла

Хлорелла — одноклеточная зеленая водоросль без жгутиков, обитающая в самых разных средах: на сырой почве, на стволах деревьев, скалах, в соленой и пресной воде. Ее скопления хорошо заметны в виде налета зеленого цвета.

Клетка содержит чашевидный хроматофор (имеет вид сильно вырезанной чаши), запасающий крахмал. Хлорелла отличается быстрым темпом деления клеток, в связи с этим ее используют для получения кормов. Фотосинтез у нее также идет очень интенсивно. Эта водоросль одной из первых побывала в космосе, ее используют на космических кораблях для получения кислорода.


Размножение осуществляется только бесполым путем, содержимое материнской клетки делится митотически на 4 или 8 дочерних клеток, после чего оболочка материнской клетки рвется, и дочерние клетки выходят наружу, развиваются во взрослых особей, после чего снова делятся.

Спирогира

Спирогира — многоклеточная нитчатая зеленая водоросль. Скопления нитей спирогиры на поверхности рек и прудов образуют тину.

Хроматофор у спирогиры спиралевидный, представлен в виде одной или нескольких лент, опоясывающих клетку в пристенном слое цитоплазмы. В клетке содержится крупное ядро, расположенное в центре и подвешенное на тяжах цитоплазмы.

Размножается бесполым и половым путями.

  • Бесполое
  • Бесполое (вегетативное) размножение может осуществляться частями таллома: нить водоросли разрывается на отдельные участки, или даже клетки, которые дают начало новому организму.

  • Половое
  • Половой процесс — конъюгация. Две нити водоросли располагаются параллельно, клетки сближаются, у них образуются боковые выросты. При соприкосновении боковых выростов между клетками разных нитей водорослей образуется копуляционный канал, по которому происходит перемещение содержимого одной клетки (n) в другую (n), после чего сливаются цитоплазмы и ядра, образуя зигоспору (2n).

    После периода покоя зигоспора (2n) делится мейозом, образуются четыре клетки (n), из которых только одна прорастает в новую особь, а три остальных — погибают.


Кладофора

Кладофора — многоклеточная нитчатая зеленая водоросль. Ее ветвящиеся нити непрочно прикреплены к субстрату, от которого часто отрываются. Хроматофор имеет вид сеточки (сетчатый). Бесполое размножение осуществляется с помощью зооспор, половое размножение в форме изогамии.

Улотрикс

Улотрикс — многоклеточная нитчатая зеленая водоросль. Обитает в пресной и морской воде, образует на подводных объектах зеленый налет — тину. Хроматофор в виде незамкнутого кольца (пояска), содержит пиреноид. Преимущественно размножается бесполым путем, с помощью четырехжгутиковых зооспор. Есть возможность полового размножения по типу изогамии.

В цикле развития улотрикса преобладает гаметофит (n) — вегетативное гаплоидное поколение. Также заметьте, что гаметы улотрикса (n) образуются из клеток слоевища (n) путем митоза.

Плеврококк

Скорее всего, любой гетеротроф сделает ошибку, первый раз встретив это название 🙂 Уж слишком сильно оно смахивает на название бактерий, таких как стафилококки, стрептококки. Запомните и не ошибайтесь: плеврококк — зеленая водоросль. Плеврококк имеет клетки шаровидной формы, они могут быть одиночные или соединенные в группы. Видимые вакуоли в клетке отсутствуют, хроматофор в виде пластинки, не содержит пиреноидов.


Плеврококк распространен повсеместно, способен вынести полное пересыхание. Образует зеленый налет на стволах деревьев, поверхности скал и почве.

Вольвокс

«Вольвокс» означает «катящийся». Представляет собой зеленую подвижную колониальную водоросль, имеющую шаровидную форму. Одна колония вольвокса может достигать 3мм, а по количеству клеток — 200 до 10 тысяч.

Клетки расположены на периферии, соединены между собой тяжами цитоплазмы — протоплазматическими нитями, обеспечивают движение колонии и питание. В центре колонии имеется полость, занятая слизью. Каждая из клеток на периферии имеет два жгутика, обращенных во внешнюю среду, клетки напоминают хламидомонаду.

Вольвокс играет очень важное эволюционное значение, и помогает сделать вывод о том, что развитие живых организмов от одноклеточных форм к многоклеточным происходило через колониальные формы.

Большая часть клеток в колонии вольвокса вегетативные. Вегетативное размножение вольвокса происходит с помощью дочерних колоний внутри материнской, особыми клетками — партеногонидиями. Эти клетки делятся митозом перпендикулярно поверхности шара. В результате образуется пластинка, которая выворачивается и образует дочерний шар. Дочерние шары разрастаются, про этом происходит разрыв материнского организма (шара).


Половой процесс происходит в специализированных местах — антеридиях, где развиваются сперматозоиды (n), и оогониях, где созревают яйцеклетки (n). Сперматозоид проникает в оогоний, образуется зигота, или ооспора (2n). При благоприятных условиях зигота делится мейозом, образуются клетки вольвокса (n), которые затем делятся множеством митотических делений.

Таким образом, основная форма существования клеток в колонии вольвокса — гаплоидна (n), диплоидна в жизненном цикле только зигота (2n).

Сине-зеленые водоросли

Спешу предупредить об очень частом заблуждении! Сине-зеленые водоросли — это вовсе не водоросли, их по-другому называют цианобактерии. Они представляют собой отдел крупных грамотрицательных бактерий, которые способны выделять кислород в процессе фотосинтеза.

Эволюционно сине-зеленые водоросли — очень древние микроорганизмы, которые возникли в архее. Им отведена крайне важна роль: они являются первыми фотосинтезирующими организмами. Благодаря им 2 млрд. лет назад в атмосфере Земли впервые появился кислород.

У них отсутствуют жгутики, они могут иметь нитчатую или колониальную форму, или же быть одноклеточными. Относительно крупные размеры цианобактерий и сходство в строении с водорослями было изначальной причиной их рассмотрения в составе растений. На настоящее время доказано сходство цианобактерий с остальными бактериями.


Источник: studarium.ru

Ульва — пластинчатая морская зеленая многоклеточная водоросль. Известна она также под названием «морской салат», потому что ее слоевище выглядит как обычный огородный листовой салат, к тому же ульва очень полезна.

Строение

1.      Таллом многоклеточный, может достигать полутора метров.

2.      Ризоиды образуют плотную «подошву».

Размножение

Размножение ульвы бесполое и половое, характерно чередование поколений.

1.      На взрослой ульве, гаметофите, возникают гаметы.

2.      Гаметы плавают в водоеме, сливаются, из зиготы формируется спорофит, по внешнему виду идентичный гаметофиту. Обе эти стадии в жизненном цикле водоросли равноценны.

3.      В спорофите идет мейоз, в результате возникают споры, из которых вновь развивается гаметофит. Так цикл замыкается.

Внимание! В циклах развития зеленых водорослей преобладает гаплоидное половое поколение — гаметофит. Спорофит чаще всего представлен только зиготой, и исключением здесь является ульва.


Вольвокс. Строение и размножение

Вольвокс — колониальная подвижная зеленая водоросль, класс хлорофициевые. В основном встречается в пресных водах. Несмотря на свою многоклеточность, вольвокс очень мал, шарик-колония может насчитывать несколько тысяч клеток, и при этом не превышать в диаметре трех миллиметров. Неудивительно, что без микроскопа такую водоросль толком и не разглядишь — первым ее увидел с помощью своей удивительной линзы Антони ван Левенгук.

Строение

1.      Колония в виде шара, свободно плавающая.

2.      Клетки вольвокса гаплоидные, с двумя жгутиками. Их соединяют цитоплазматические тяжи.

3.      На периферии колонии располагаются мелкие вегетативные клетки, ближе к центру — более крупные генеративные.

Размножение

При бесполом размножении вольвокса в вегетативных клетках идет митоз. В результате образуются дочерние колонии.

Половое размножение вольвокса — оогамия, при которой сливаются две половые клетки, из которых одна более крупная, чем другая. В нем участвуют генеративные клетки. Зигота после периода покоя делится мейозом, ее клетки дают начало новой колонии.

Хочешь сдать экзамен на отлично? Жми сюда — репетитор по биологии онлайн

Источник: EgeVideo.ru

Что за водоросль


Ульва (Ulva), или морской салат – красивая, словно светящаяся изнутри светло-зеленая водоросль, которую часто можно встретить на черноморском побережье после шторма. Она относится к роду зеленых водорослей и хорошо растет на мелководье в умеренных и субтропических широтах. Любит тепло и свет.

Жизненный цикл водоросли для ее питательных свойств значения не имеет. Строение её просто: при помощи ризоида водоросль крепится ко дну, пластина обеспечивает переход от ризоида к основной части растения, а таллом, или слоевище – это мясистые листья, которые мы с удовольствием едим.

Ульва водорсоль

Полезные свойства продукта

Ульва не содержит жиров, в ней 1,9 г белка и 3,8 г углеводов – в основном за счет клетчатки.


щая калорийность продукта 25 ккал на 100 граммов. Клетчатка делает низким гликемический индекс этой пищи и улучшает функционирование кишечника. Среди минеральных элементов, входящих в состав водоросли – железо и йод. В меньших количествах она содержит марганец и никель. Среди витаминов доминируют аскорбиновая кислота (С) и витамины группы В. Состав водоросли поставляет вещества, необходимые для полового цикла, и этим ульва продлевает людям молодость и возможность продолжения рода.

Функциональность щитовидной железы

Как и во всех морепродуктах, в ульве содержится йод. Его количество зависит от места добычи водоросли и неодинаково в разных партиях морского салата. Поэтому в качестве профилактического средства в йоддефицитных регионах один этот продукт применяться не может, лучше купить в аптеке таблетки в дозировке, назначенной врачом.

Польза ульвы для щитовидной железы у пациентов с дефицитом ее гормонов (гипотиреозом) несомненна в одном: потребность в гормонах трийодтиронине (Т3) и тироксине (Т4) зависит от веса человека. Чем меньше вес, тем проще щитовидке справляться с нагрузкой. А вот при гипертиреозе – избытке этих гормонов – водоросли, как и любые другие морепродукты, противопоказаны.

Ульва водорсоль

Кислотно-щелочной баланс

В последние годы модно говорить о вредном «закислении» и полезном «защелачивании» организма. Но сторонники этой теории забывают один из важнейших законов физиологии: здоровый организм всеми силами стремится к гомеостазу, биохимическому равновесию. Нарушение гомеостаза ведет к болезням. Но обычной пищей сдвинуть это равновесие не удастся, как ни старайся. Растительная пища, которая не подвергалась термообработке, будь она принята в какой угодно части дня, не сдвинет гомеостаз в щелочную сторону. Поэтому влияние ульвы на этот показатель работы вашего тела – миф.

Детокс

Ещё один современный миф – изгнание шлаков или детоксикация организма при помощи различных продуктов. Под последним выражением на самом деле кроется медицинская процедура, применяющаяся в токсикологии и наркологии. Она подразумевает определенный набор не всегда приятных процедур, который не имеет никакого отношения к здоровью человека, который не подвергся воздействию ударных доз яда.

Ульва водорсоль

В бытовом понимании «детоксикации» ульва действительно обладает полезным свойством: в ней много клетчатки. Грубые волокна, проходя по желудочно-кишечному тракту, стимулируют его работу и нормализуют стул. Значит, отработанные вещества не задерживаются в теле и не отравляют его.

Дефицит минералов в организме

Этот представитель зеленых водорослей богат минеральными веществами. Но не стоит воспринимать ульву как полноценный заменитель витаминно-минеральных комплексов. Это хорошая добавка к обычному рациону, которая поможет здоровому человеку сохранить имеющееся: морепродукты в рационе полезны всем, у кого нет аллергии на йод. Тем, у кого не хватает в организме жизненно важных веществ, лучше пить назначенные врачом препараты. На основе ульвы делают капсулы, восполняющие дефицит йода. Если ваш терапевт не против, этот концентрат вполне может применяться для коррекции йоддефицитных состояний.

Ульва водорсоль

Использование в кулинарии

Главное использование ульвы – это салаты. Она сочетается как с другими водорослями, так и с овощами – огурцами, томатами, болгарским перцем. Заправка нужна яркая, лучше всего подойдет смесь растительного масла с лимонным соком или яблочным уксусом. Хорошо оттеняет вкус морского салата кунжут. Любители острого могут добавить маринованного лука или перца. Подмариновать можно и саму ульву. Тогда лучше ограничить компоненты салата теми, что имеют нейтральный вкус.

Сушеный и свежий морской салат добавляют в супы в качестве приправы, так же, как нори. Вяленая ульва напоминает чипсы, её, в отличие от красных водорослей, можно ничем не приправлять и дополнительно не обжаривать.

Ульва водорсоль

Применение в косметологии

Благодаря наличию в составе витаминов группы В и полисахаридов, которые по строению напоминают крахмал, морской салат обладает множеством полезных свойств, которые позволяют вернуть молодость коже. Косметические средства на основе ульвы:

  • стимулируют выработку коллагена, за счет чего разглаживаются морщины, кожа приобретает упругость;
  • благодаря витаминам улучшают питание кожи, восстанавливают проходимость сосудов, возвращая румянец, убирая отеки и воспаление;
  • смягчает и увлажняет верхний слой кожи (эпидермис);
  • помогает убрать отложения жира в неудачных местах;
  • укрепляет кожу, делая ее более стойкой к повреждающим факторам.

Укрепление и красота волос

Маски из морского салата могут применяться и для волос. Пюре из водорослей наносят на корни после мытья головы и оставляют как минимум на 2 часа. Такая маска помогает восстановиться коже головы и подпитывает корни. Это помогает ускорить рост волос и укрепить их.

Ульва водорсоль

Заключение

Морской салат, как и другие водоросли, полезен и приятно разнообразит меню, в том числе тех, кто стремится сбросить вес. Но не стоит возлагать на него надежды как на чудодейственное средство. Без приправы в виде лишних ожиданий салат из ульвы намного вкуснее.

Источник: moreprodukt.info

Общая характеристика водорослей

Водоросли включают как одноклеточные микроскопические и колониальные организмы, такие как диатомеи, хлореллу и вольвокс, так и многоклеточные бурые водоросли — Macrocystis, Sargassum, достигающие 50-60 м в длину. Большая часть водорослей — водные организмы, обладающие фотоавтотрофным способом питания.

Разнообразные водоросли, фото

Водоросли распространены не только в солёной и пресной воде, но и на влажных участках суши. Обычны они в поверхностном слое почвы, на камнях, коре деревьев и других субстратах. Существуют нивальные виды, встречающиеся в горах на снегу. Одноклеточные зелёные представители этой группы вместе с грибами составляют особые организмы — лишайники.

Тело большинства многоклеточных водорослей  состоит из однотипных клеток, оно лишено тканей, эпидермиса, устьиц и не делится на органы (листья, корни, стебли). Всё их тело носит название таллома. Наиболее сложно устроены бурые и пресноводные харовые водоросли.

Форма таллома водорослей бывает различной, в частности,
выделяют:

  • монадный,
  • амёбоидный,
  • пальмеллоидный (капсальный),
  • коккоидный,
  • сарциноидный,
  • нитчатый (трихальный),
  • разнонитчатый (гетеротрихальный),
  • пластинчатый,
  • сифональный,
  • сифонокладный,
  • харофитный (членисто-мутовчатый) и
  • псевдопаренхимный (ложнотканевый) типы строения.
Строение водорослей, фото
Форма таллома водорослей

Большинство водорослей являются фотоавтотрофными организмами, также существуют миксотрофные виды, получающие энергию как в процессе фотосинтеза, так и путем поглощения органического углерода. Некоторые одноклеточные виды зеленых и золотистых водорослей, эвгленовые, динофлагелляты и другие проявляют себя как гетеротрофы и даже паразиты. Они не имеют фотосинтетического аппарата и используют исключительно внешние источники энергии.

Водоросли демонстрируют широкий спектр типов размножения от простого деления клеток до сложных форм полового процесса. Эволюция процессов размножения, морфологии и жизненного цикла водорослей привела к появлению около 450 млн лет назад высших растений.

Многоклеточные водоросли, фото

Огромную роль водоросли играют в функционировании экосистем и жизни человека. Они являются важнейшими первичными продуцентами, как свободноживущими, так и образующими симбиотические взаимоотношения. Водоросли участвуют в первичных сукцессиях на почве и каменистых субстратах.

Цианобактерии — важнейшие азотфиксаторы, они связывают в некоторых полупустынных регионах до 5 кг азота на гектар. Именно цианобактерии были теми организмами, которые около 2 млрд. лет назад, благодаря появлению оксигенного фотосинтеза, изменили общий характер атмосферы с восстановительного на окислительный.  Человек широко использует водоросли как источник пищи, микроэлементов, витаминов, химических веществ.

Сине-Зелёные водоросли на берегу Киевского водохранилища, фото
Цианобактерии.
Автор: Ножничи, CC BY-SA 4.0

Систематика водорослей

В соответствии с современными представлениями зеленые и харовые водоросли, наряду с настоящими наземными растениями, образуют подцарство Зелёные растения (Viridiplantae), которое, в свою очередь, вместе с красными водорослями и глаукофитами (вместе образующими подцарство водорослей Biliphyta) формирует обособленную ветвь в филогенетическом дереве — царство Растения (Archaeplastidae, или Plantae).

Отделы водорослей, фото

К ветви Chromalvelolata, или царству Хромиста (Chromista), относится отдел Ochrophyta, в который входят бурые, желто-зеленые, золотистые, синуровые и некоторые другие классы водорослей. В особые отделы в пределах царства выделены диатомовые, криптофитовые и гаптофитовые водоросли. Среди нефотосинтезирующих организмов им родственны опалины, лабиринтулиды и оомицеты.

К царству Хромиста относятся также динофитовые водоросли, которые вместе с инфузориями, апикомплексами и колподеллидами включаются в отдел Альвеолят (Miozoa, или Alveolata). Отдел Эвгленовые (Euglenophyta), объединяемый многими исследователями в Excavata, относится к царству Простейшие (Protozoa) и включает эвгленовые водоросли, а также паразитические и свободноживущие жгутиконосцы, такие как кинетопластиды, диплонемиды и др.

Представители царства Хромисты, фото
Представители царства Хромисты.
Автор: Элисон Р. Тейлор (Университет Северной Каролины Wilmington Microscopy Facility); профессор Гордон т. Тейлор, Stony Brook University; Keisotyo; Даниэль Vaulot, CNRS, Station Biologique de Roscoff; Шейн Андерсон; CC BY-SA 3.0

Хлорарахниофиты — единственные автотрофы среди группы Rhizaria (Корненожки). Это организмы, отличающиеся развитием обычно довольно длинных выростов — ложноножек. Родственными хлорарахниофитам гетеротрофными организмами являются церкомонады и филозные раковинные амебы (эуглифиды), некоторые солнечники и радиолярии, а также паразитические организмы — плазмодиофоры и гаплоспоридии. По другим представлениям, корненожки под названием Церкозоа (Cercozoa) относятся к царству Хромиста наравне с Bacillariophyta, Cryptophyta, Miozoa и Ochrophyta.

В систематическом отношении водоросли делятся на множество самостоятельных отделов, различающихся по окраске, зависящей от набора пигментов, по организации клетки и структуре талломов. Ниже приведена обобщенная систематика фотосинтезирующих организмов.

Царство Plantae (Archaeplastida)
Подцарство Viridiplantae
Отдел Chlorophyta — Зеленые водоросли
Отдел Charophyta — Харовые водоросли
Отдел Tracheophyta — Высшие растения
Подцарство Biliphyta
Отдел Glaucophyta — Глаукофитовые водоросли
Отдел Rhodophyta — Красные водоросли
Царство Chromista
Отдел Ochrophyta
Класс Chrysophyceae — Золотистые водоросли
Класс Synurophyceae — Синуровые водоросли
Класс Xanthophyceae — Желто-зеленые водоросли
Класс Phaeophyceae — Бурые водоросли
Класс Raphydophyceae — Рафидофитовые водоросли
Класс Bolidophyceae — Болидофицеевые водоросли
Класс Dictyochophyceae — Диктиохофицеевые водоросли
Класс Pelagophyceae — Пелагофицеевые водоросли
Класс Phaeothamniophyceae — Феотамниевые водоросли
Отдел Bacillariophyta — Диатомовые водоросли
Отдел Cryptophyta — Криптофитовые водоросли
Отдел Haptophyta — Гаптофитовые водоросли
Отдел Miozoa (Alveolata)
Класс Dinophyceae — Динофлагелляты
Отдел Cercozoa (Rhizaria)
Класс Chlorarachniophyceae — Хлорарахниофиты
Царство Protozoa
Excavata
Отдел Euglenophyta — Эвгленовые водоросли

Водоросли — современные свидетели эволюции эукариотической клетки

Первые живые организмами на Земле появились более трех миллиардов лет назад. Это были прокариоты — предшественники бактерий или архей. Некоторое время спустя, возможно, менее чем через миллиард лет после этого, возникли эукариотические клетки. Изначально они тоже были чрезвычайно простыми. Они имели зачатки мембранно-ограниченного ядра, эндоплазматического ретикулума, микротрубочки, но были лишены митохондрий и пластид.

Митохондрии появились первыми, когда ранняя эукариотическая клетка поглотила, но не переваривала бактерию, способную к аэробному дыханию. Эти два организма жили вместе, один внутри другого, и оба от этого только выиграли. Такое выгодное сожительство называют эндосимбиозом. На протяжении сотен миллионов лет этот тандем постепенно превратился в более сложную форму эукариотической клетки с настоящими митохондриями. И как только это случилось, клетка смогла дать начало множеству новых видов. Некоторые из них вымирали довольно быстро; другие были более успешными и сохранялись, также образуя многообразные новые формы.

В настоящее время многочисленные группы организмов, называемые простейшими и водорослями, является живыми потомками эукариотических клеток, эволюционировавших на ранних этапах развития жизни. В конце концов один из кланов этих клеток основал клан животных и грибы, в клетках которых были ядро и митохондрии, но не было пластид.

Другая линия ранних эукариот, вошла в другой эндосимбиоз с фотосинтетическими цианобактериями, позже развившимися в хлоропласты. Эта линия дала начало более совершенной группе водорослей, в том числе зеленым, которые являются настоящими растениями — эмбриофитами. Однако разнообразие фотосинтетических организмов свидетельствует о том, что этот процесс происходил неоднократно.

Наиболее древние фотосинтетические эукариотические организмы — глаукофиты, красные и зеленые водоросли. Их хлоропласты имеют две оболочки, происходящие от двух мембран грамотрицательной цианобактерии, наружная оболочка — мембрана пищеварительной вакуоли — редуцируется. Хлоропласты у этих водорослей возникли  в результате первичного эндосимбиоза. При этом у глаукофитовых и красных водорослей сохраняются фикобилисомы — белковые комплексы, характерные для цианобактерий, которые содержат фикобилипротеины и прикрепляются к мембранам тилакоидов.

Как и у Paulinella, многие важные гены из прокариотического эндосимбионта были перенесены в эукариотическое ядро, и эндосимбионт утратил самостоятельность. Красные или зеленые водоросли в результате вторичного эндосимбиоза были включены в клетки других эукариотических организмов. При интеграции зеленых водорослей в клетку других эукариот возникли эвгленовые и хлорарахниофиты, красные водоросли как эндосимбионты дали начало остальным группам.

В результате этого произошли хлоропласты, которые имеют четыре оболочки, первые две сохраняются от первичных хлоропластов, третья — цитоплазматическая мембрана клетки-эндосимбионта и наружная — мембрана пищеварительной вакуоли новой клетки-хозяина. У эвгленовых и части динофитовых наружная оболочка в дальнейшем редуцируется и остается три оболочки.

У ряда водорослей редукция, наоборот, не заходит очень далеко. Так, у хлорарахниофитов и криптомонад между второй и третьей мембраной хлоропласта сохраняется нуклеоморф — сильно редуцированный остаток ядра эндосимбионта, состоящий из трех хромосом.

Существует и третичный эндосимбиоз, который наблюдается у ряда динофитовых водорослей. Так, строение хлоропластов у некоторых представителей этой группы существенно отличается от такового у большинства родов. У рода Lepidodinium имеется двухмембранный хлоропласт с хлорофиллами a и b, у Kryptoperidinium — пятимембранный хлоропласт. Генетическими методами показано, что у первого рода хлоропласты происходят от эндосимбиотических зеленых водорослей, у второго — от диатомовых. Динофитовые также характеризуются присутствием клептохлоропластов, достающихся им от водорослей-жертв и способных на непродолжительное существование в их клетках.

Нам очень повезло и в том, что до сих пор существуют организмы, имеющие признаки предков, присутствующих у ранних эукариот. Они почти всегда одноклеточные и ранее их группировали в царство под названием «Протиста». Но это была искусственная классификация, основанная на том, что они якобы слишком просто устроены, находясь на низком эволюционном уровне, имеют производные признаки растений, животных и грибов. Благодаря расшифровке их ДНК, подтверждённой электронной микроскопией и другими методами, представители этой сборной группы были разнесены по разным группам организмов.

Главное, что отличает водоросли от настоящих растений — их репродуктивная система. Водоросли теперь определяются как фотосинтетические эукариотические организмы, у которых репродуктивные структуры полностью превращаются в споры или гаметы, при высвобождении не оставляют ничего, кроме пустых стенок. У растений же репродуктивные системы всегда сложны и многоклеточны, и только некоторые их внутренние клетки становятся репродуктивными.

Способ размножения водорослей — это процесс, отражающий простой клеточный уровень организации самого организма. У растений в отличие от водорослей репродуктивная система включает два типа тканей — репродуктивную и стерильную, функционирующих совместно как орган. Это отражает более сложный органный уровень интеграции тела настоящих растений.

Отдел Зеленые водоросли

С эволюционной точки зрения зеленые водоросли (Chlorophyta) представляют собой чрезвычайно важную группу: некоторые из них не только организовали сложные дифференцированные многоклеточные тела, но и переместились на сушу, дав начало эмбриофитам — настоящим растениям. Возможно из-за того, что большинство знакомых нам животных и растений сухопутные и многоклеточные, мы не осознаём насколько сложен был этот процесс.

Истинная многоклеточность среди зелёных водорослей развивалась несколько раз. Но переход к сложной форме организации фотосинтететического аппарата, нужного при жизни на суше, был настолько труден, что произошёл, по-видимому, только однажды.

Зелёные водоросли чрезвычайно эволюционно пластичны. Они выживают в разных катаклизмах, когда большинство растений погибают. Специализированные клетки есть и в других группах водорослей (бурых и красных), но их метаболизм не переносит экологических изменений. Немногие из них могут жить в почве, в воздушной среде, внутри животных, как это делают зелёные водоросли.

Их можно встретить в прибрежных морских водах и в открытом океане в виде фитопланктона. Отдельные представители, способные переносить условия экстремального засоления, найдены на дне океана в сообществах гидротерм и в пустынях. Менее экзотические виды поселяются на поверхности скал, шерсти животных и коре деревьев. Виды Хлорофита (Chlorophyta) образуют симбиотические отношения с грибами (в результате возникают лишайники), простейшими, губками и кишечнополостными.

Зелёные водоросли чрезвычайно разнообразны. Изучая их, мы понимаем, что метаболизм и организация покрытосеменных растений и человека не единственные успешные эксперименты эволюции в решении биологических проблем.

Многоклеточные зелёные водоросли, фото

В хлоропластах зелёных водорослей, как и у высших растений, присутствуют хлорофиллы a и b, а также каротины и ксантофиллы. Их клеточная стенка образована особым видом целлюлозы и пектиновыми веществами. Запасное вещество — крахмал, реже масло. Зелёные водоросли обитают главным образом в пресных водоёмах, но встречаются также морские, наземные и почвенные виды.

Самое реликтовое и простое тело — это подвижная одиночная клетка. И сегодня существует  много одноклеточных зелёных водорослей.Но есть и другие типы строения тела зелёных водорослей.

Жизненные циклы зеленых водорослей

Тип жизненного цикла Покрытосеменных растений, представляющий собой чередование гетероморфных (гаметофит и спорофит) поколений, прослеживается и у других групп растений вплоть до зелёных водорослей. У одноклеточных водорослей, таких как эвгленовые, не имеющих полового процесса, жизненный цикл представляет собой простой клеточный цикл. Их воспроизводство обеспечивают митоз и цитокинез.

С развитием полового процесса у водорослей происходит два критических изменения:

  • появляется мейоз, выделяющий гаплоидный набор хромосом;
  • возникает половой процесс, при котором происходит соединение двух гаплоидных наборов хромосом в один диплоидный.

Ни один многоклеточный организм на Земле не является бесполым, не исключение здесь и зелёные водоросли. Простейший их жизненный цикл выглядит следующим образом:

  • диплоидная клетка подвергается мейозу;
  • каждая новая гаплоидная клетка существует как самостоятельный одноклеточный организм, способный к митозу. Клеточное деление одноклеточных одновременно является и их бесполым размножением;
  • некоторые из этих клеток действуют в качестве гамет. Они сливаются и производят диплоидную зиготу, которая также способна размножаться бесполым путём — при помощи митоза;
  • некоторые из этих клеток снова подвергаются мейозу.

Гаметы, зиготы и организмы водорослей различаются мало, так как ни один из них не является специализированным. Как гаплоидные, так и диплоидные клетки способны расти, делиться и размножаться. Такое чередование поколений (гаплоидная и диплоидная стадии) называется дибионтическим.

У монобионтических видов существует только одно свободно живущее поколение. У некоторых монобионтных видов гаплоидная фаза — это индивидуальный организм, а единственной их диплоидной стадией является зигота, способная только к мейозу, а не к размножению митозом и росту. Как у многоклеточных, так и у одноклеточных гаплоидные организмы этого типа способны к фотосинтезу и росту. У другой группы монобионтов диплоидная фаза представляет собой вегетативную фазу роста. А их единственными гаплоидными клетками являются гаметы, которые способны только к сингамии.

У дибионтных видов зелёных водорослей обе стадии являются многоклеточными: гаметофит (гаплоидная фаза) и спорофит (диплоидная фаза). Их гаметофит и спорофит:

  • могут сильно походить друг на друга (изоморфия);
  • быть очень разными по внешнему виду и строению (гетероморфия), что позволяет им колонизировать различные экологические ниши. Они как бы являются разными организмами и гаметофит не конкурирует со спорофитом.

Все спорофиты, как водорослей, так и эмбриофитов, производят споры при мейозе. Эти споры диплоидны и дают начало новой бесполой стадии размножения — спорофиту. Гаметофиты некоторых водорослей тоже производят споры, но путём митоза, они гаплоидны и развиваются в новый гаметофит, также представляющий собой бесполую стадию жизненного цикла.

В некоторых случаях водоросли размножаются фрагментацией, которая похожа на вегетативное размножение покрытосеменных. Они производят отростки вдоль края таллома, которые отделяясь от материнского тела, становятся самостоятельными организмами.

Половые клетки на ранних стадиях эволюции были одинаковыми (изогамными). Позже появилось незначительное различие между гаметами (анизогамия) и сильные различия (оогамия). Гаметы водорослей вырабатываются в гаметангиях. Сперматозоиды, или микрогаметы, образуются в микрогаметангиях, а яйцеклетки, или макрогаметы — в макрогаметангиях.

Споры формируются в спорангиях, в зависимости от размера спор, они появляются либо в мегаспорангиях, либо в микроспорангиях.  Важнейшим отличием водорослей от настоящих растений является то, что их гаметангии и спорангии имеют клеточный уровень организации. Отдельные клетки развиваются в гаметы или споры внутри клетки, а когда они выходят из неё, там не остаётся ничего кроме пустых камер.

Одноклеточные зелёные водоросли

Для большинства одноклеточных зелёных водорослей характерна монадная и коккоидная морфологические структуры.

Хламидомонада — один из простейших хлорофитов. Она одноклеточна и, как все зеленые водоросли, имеет хлорофилл a и b, каротиноиды и ксантофиллы.  Крахмал хламидомонады образуется в хлоропластах точно так же, как и у настоящих растений. Её подвижная грушевидная клетка покрыта прозрачной оболочкой, состоящей из гемицеллюлозы и пектиновых веществ. Два передних одинаковых между собой жгутика отличают хламидомонаду от гетероконтных подвижных клеток бурых водорослей.

Большую часть клетки хламидомонады занимает хлоропласт, в углублении-чаше которого расположено ядро. В передней части клетки, в хлоропласте, находится глазок (стигма) при помощи него водоросль двигается к свету (положительный фототаксис). На переднем конце клетки имеются две пульсирующие вакуоли, выделяющие избыток воды и регулирующие осмотическое давление внутри тела-клетки.

Строение хламидомонады, фото
Строение хламидомонады

Хламидомонада питается миксотрофно: наряду с фотосинтезом её клетка способна поглощать растворённые в воде органические вещества, помогая очищать загрязнённые воды. Обитает эта водоросль в мелких пресных водоёмах.

Хламидомонада снежная (Chlamydomonas nivalis) из класса Chlorophyceae встречается на поверхности снежников и ледников, окрашивая их в красноватые оттенки. Это явление носит название «красный снег». 

Хламидомонады быстро передвигаются толчками за счёт биения жгутиков. В неблагоприятных условиях при подсыхании водоёма они становятся неподвижными, теряют жгутики, стенки их ослизняются. При изменении условий жгутики могут появиться вновь.

Как и большинство подвижных зеленых водорослей, хламидомонада имеет нормальные: митоз, мейоз и оплодотворение. Её жизненный цикл прост: гаплоидная клетка резорбирует свои жгутики, делится митотически, образует 2, 4, 8 или 16 новых клеток, которые выращивают новые жгутики, каждый из них свободно плавает и живёт, пока не встретит совместимую клетку. Гаметы узнают друг друга по реакциям на кончиках своих жгутиков. Они подвергаются плазмогамии и кариогамии, образуя большую зиготу. Кроме изогамии у разных видов хламидомонад есть гетеро- и оогамия.

Жизненный цикл хламидомонады, фото
Жизненный цикл хламидомонады

Зигота сбрасывает четыре жгутика и опускается на дно в спокойном состоянии. Она делится путем мейоза и образует четыре двужгутиковые гаплоидные особи. Зигота у хламидомонады — это единственная диплоидная клетка во всем жизненном цикле.

Хлорелла (Chlorella vulgaris) — микроскопическая планктонная водоросль, обитающая в мелких стоячих пресных водоёмах, лужах, канавах, во влажной почве, на стволах деревьев. Клетки её шаровидные, неподвижные (без жгутиков), покрытые плотной оболочкой из целлюлозы. Крупный чашевидный хлоропласт придаёт хлорелле зелёный цвет.

Строение и размножение хлореллы, фото
Хлорелла размножается только бесполым путём

Стигмы нет, ядро мелкое. Есть пиреноид, окружённый крахмальными зёрнами. Размножается только бесполым путём при помощи неподвижных округлых автоспор. Питается только фотоавтотрофно, обладает активным фотосинтезом и ускоренным размножением. Поэтому она является удобным объектом для исследований. Хлорелла давно признана ценным белковым продуктом и активно культивируется для производства кормов.

Зеленоватый налёт на стекле, плёнку на воде в домашних сосудах образует другая хлорелла  Chlorella infusionum .

Подвижные колониальные виды

Клетки подвижной колониальной линии водорослей сильно напоминают хламидомонаду. Но образуются они при делении зиготы. Клетки удерживаются вместе студенистой матрицей. У Гониума каждая колония содержит всего несколько клеток (4, 8, 16 или 32), и единственным признаком их организованности является то, что все жгутики бьются согласованно.

Пандорина примерно такого же размера как Гония, состоит из 16 клеток, но она немного более сложно устроена. Её клетки несколько дифференцированы: передние отличаются от задних. Колония плавает в одном направлении.

Вольвокс — это ошеломляющий представитель этой линии: его колонии содержат до 50 000 хламидомоноподобных клеток, легко заметных и без микроскопа. Дифференцировка их выражается в том, что до 50 клеток в задней половине колонии специализирована только для размножения.

Колониальные водоросли, фото

Нитевидные многоклеточные зелёные водоросли

Представители рода Улотрикс (Ulothrix) представляют собой простые виды нитевидных зеленых водорослей. У них мягкое, в основном неразветвлённое слоевище, состоящее из тесно связанных клеток.

Строение клетки улотрикса, фото

У них монобионтный жизненный цикл, в котором участвует только одно свободноживущее многоклеточное поколение, и оно гаплоидное. Улотрикс состоит из одного ряда довольно одинаковых клеток, за исключением базальной клетки, модифицирующейся в фиксатор — ризоидальные базальные выросты или одну клетку. При помощи фиксатора улотрикс прикрепляется к субстрату.

Клетки цилиндрические, одноядерные. В молодых клетках отношение длины к ширине, как правило, больше, чем в старых клетках. Хлоропласты одиночные, постенные, ремнеобразной формы, как правило, лопастные, в молодых клетках незамкнутые, в зрелых клетках — иногда полностью замкнутые. Пиреноид один, в более зрелых клетках окружен тонкой или толстой оболочкой из крахмала; старые клетки аккумулируют крахмал, маслоподобные и волютиновые капли. Бесполое размножение осуществляется четырехжгутиковыми зооспорами и путем фрагментации нитей. При неблагоприятных условиях иногда развиваются толстостенные нити с акинетоподобными стадиями, редко — истинные акинеты.

Жизненный цикл улотрикса, фото

Основная масса клеток путём митоза продуцирует бесполые зооспоры, имеющие четыре жгутика. Они непродолжительное время свободно плавают. А затем оседают и прорастают в новые нити. Некоторые клетки производят изогамные двужгутиковые гаметы, похожие на хламидомонад. Они сливаются попарно, образуя зиготу, которая делится мейозом, образуя четыре гаплоидные зооспоры. Каждая зооспора некоторое время живёт самостоятельно, затем теряет жгутики, прикрепляется к субстрату и вырастает в новую нить.

Улотрикс — космополит с широкой экологической амплитудой, часто встречается в умеренных и холодных регионах; как правило, образует нити, собранные в пучки или маты длиной несколько сантиметров.

Улотрикс, фото

Спирогира — очень распространённая пресноводная нитчатая зелёная водоросль. Она встречается в прудах и реках, где образует тину. Неветвящиеся нити сформированы группой крупных цилиндрических клеток, покрытых целлюлозной оболочкой и слизью. Клетки имеют красивые спирально-ленточные хлоропласты (хромотофоры), расположенные пристенно. Большую часть клетки занимает центральная вакуоль. Рост нити осуществляется за счёт поперечного деления клеток.

Строение клетки спирогиры, фото

У спирогиры не образуется подвижных плавающих гамет. Вместо этого её нити сближаются и спариваются. Каждая нить гаплоидна и является либо положительной либо отрицательной. Если совместимые нити (+ и -) оказываются друг против друга, то между её клетками образуется коньюгационная трубка, по которой мигрируют протопласты и сливаются.

Ядра же объединяются только спустя 30 дней после начала коньюгации. Появившаяся диплоидная клетка становится дремлющей, обрастает толстой клеточной стенкой, устойчивой к внешним воздействиям. Позже она прорастает в новую нить. Вскоре после кариогамии клетки делятся мейотически, образуя гаплоидные споры.

Жизненный цикл спирогиры, фото

Вегетативно спирагира размножается обрывками нити, а бесполым путём — при помощи неподвижных апланоспор, образующихся по одной в каждой клетке.

Пластинчатые виды

Ульва — род морских зелёных водорослей, таллом которых имитирует листовую структуру. Она намного сложнее улотрикса, но многие стадии их жизненного цикла идентичны. Четырёхжгутиковая гаплоидная зооспора также вырастает в нить, подобную улотриксу. Клетки ульвы делятся в двух направлениях и образуют листоподобный таллом, затем все клетки делятся в третьей плоскости и «лист» становится двухслойным. Клетки у основания водоросли образуют ризоидоподобные выросты.

Жизненный цикл ульвы, фото

У ульвы дибионтический жизненный цикл с чередованием изоморфных поколений: её гаметофит и спорофит выглядят одинаково. Как и у цветковых растений у ульвы существует два типа особей в одном поколении. Во время полового размножения клетки гаметофита производят двухжгутиковые анизогаметы, причём меньшие гаметы образуются на одном гаметофите, а большие — на другом. Зигота вырастает в нить, а затем в двухслойный листоподобный таллом, точно такой же, как у гаметофита. Многие виды ульвы употребляют в пищу. Их называют «морским салатом».

Ценоцитарные виды

Дибионтический жизненный цикл с чередованием гетероморфных (непохожих) поколений иллюстрируется дербезией, организмом, в котором он впервые был обнаружен. В 1938 году П. Корнману удалось получить зооспоры Дербезии марины (Derbesia marina), ветвящейся нитевидной водоросли, состоящей из гигантских клеток. Зооспоры были тщательно сохранены, но вместо того, чтобы вырасти в другую дербезию, они дали начало особям совершенно другого вида — галицистису.

Тело галицистиса совершенно не похоже на дербезию. Оно состоит из одной большой сферической ценоцитарной клетки, прикреплённой к поверхности при помощи небольшого удерживающего устройства. Почти весь объём клетки занимает единственная гигантская вакуоль с тонким слоем протоплазмы рядом со стенкой.

В зрелом возрасте особи галицистиса, находящиеся на стадии гаметофита, производят либо мужские, либо женские анизогаметы, которые, пройдя сингамию образуют зиготу. После прорастания зиготы выростает в дербезийский спорофит. Но даже такие разные жизненные стадии классифицировать как разные роды неверно, поэтому название Halicystis ovalis исключили из терминологии.

Цветущие растения также имеют чередование гетероморфных поколений, но их гаметофиты растут внутри спорофитов, поэтому вопрос о их классификации решается легко.

Паренхиматозные виды

Несколько групп зеленых водорослей претерпевают истинный паренхиматозный рост, который является основой паренхимы у эмбриофитов. Хлорофиты делится с помощью фикопласта, который никогда не встречается у настоящих растений. Харофиты же подвергается делению клеток с помощью фрагмобласта, как и растительные клетки.

У хлорофитов жгутиковый корневой аппарат (прикрепляющий жгутики к клетке) состоит из четырех полос, расположенных крест-накрест; ни у одного настоящего растения нет такого типа жгутикового аппарата. У харофитов жгутиковый корневой комплекс сходен с комплексом подвижных клеток истинных растений: одна крупная полоса микротрубочек простирается вниз в цитоплазму от базального тела. Харовые водоросли — единственные из водорослей имеющие многоклеточные гаметангии.

Интересным примером может служить харовая водоросль Хара, которая имеет стеблеобразное тело, разделенное на узлы и междоузлия, с завитками-ветвями, возникающие на междоузлиях. Тело состоит из нескольких клеток, составляющих истинную паренхимную ткань, полученную в результате деления клеток во все трёх плоскостях. Клетки происходят от апикальной меристемы, которая содержит выдающуюся апикальную клетку.

Внешнее строение харовой водоросли, фото
Внешнее строение харовой водоросли

Хотя эти особенности соответствуют таковым у цветковых растений, практически все сходства являются ложными, поскольку самые ранние сосудистые наземные растения не имели никаких узлов, междоузлий или ветвей. Если Хара является сестринской группой эмбриофитов, то единственными признаками, которые могут быть гомологичными, а не аналогичными, являются паренхиматозное тело и рост апикальной меристемы.

Простое тело из паренхиматозных клеток также встречаются у представителей Coleochaete, еще одной группы харофитов, которые изучаются как возможные близкие родственники наземных растений.

Размножение Хары имеет большое значение. Как и эмбриофиты она имеет многоклеточные репродуктивные структуры со стерильными клетками, и исходя из этого, Хара должна была бы классифицироваться как растение, а не как водоросль. Её сперматозоиды вырабатываются в многоклеточном гаметангии, наружные клетки которого стерильны; только внутренние клетки превращаются в сперматозоиды. В зрелом возрасте внешние клетки слегка отделяются, и подвижные сперматозоиды уплывают. Яйцеклетка образуется как концевая ячейка короткой нити из трёх клеток, но субтерминальная клетка делится, и эти клетки растут вверх и окружают макрогамету.

После оплодотворения стерильные клетки, окружающие оплодотворенную яйцеклетку, откладывают утолщения на своих внутренних стенках, примыкающих к зиготе. Таким образом, покоящаяся структура состоит не только из толстостенной зиготы, но и из защитных стерильных клеток. Когда покоящаяся клетка прорастает, она становится гаплоидной нитью, которая вскоре образует апикальную меристему и демонстрирует паренхиматозный рост.

Источники:

  1. Водоросли : Цианобактерии, красные, зеленые и харовые
    водоросли : учеб.-метод. пособие / А. Г. Пауков, А. Ю. Тептина, Н. А. Кутлунина, А. С. Шахматов, Е. В. Павловский; [под общ. ред. А. Г. Паукова] ; М-во образования и науки Рос. Федерации, Урал. федер. ун-т. — Екатеринбург : Изд-во Урал. ун-та, 2017.
  2. Агафонова И.Б. Биология растений, грибов, лишайников, 10-11 класс: уч. пособ. М: Дрофа, 2008.
  3. Андреева И.И., Родман Л.С. Ботаника. — 2-е изд. перераб. и доп. — М.: КолосС, 2002.
  4. James D. Mauseth, PhD University of Texas at Austin
    SIXTH EDITION

Источник: tvoiklas.ru


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.