Зеленые водоросли
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
Размножается преимущественно бесполым путем. Половой процесс — конъюгация.
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.
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.
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, при 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.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021
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.
Источник
Жизнь на глубине: комментарий кандидата биологических наук Михаила Третьякова
Подводный мир красив и многообразен. Для кого-то это отдельная Вселенная, покрытая множеством тайн, а кто-то определяет его научно-исторической ценностью, ставшей основой появления современных растений. Именно водоросли, как самые древние обитатели на Земле, заложили этот фундамент.
Подводный мир — водоросли
Существует множество научных исследований, экспертных мнений, обсуждений о том, какие обитатели подводного мира влияют на его изменения, а также как эти изменения влияют и на сушу. Безусловно вопросов масса. Напомним, водоросли – это группа организмов, которые обитают в воде. Здесь все понятно. Кроме того, в подводном мире могут обитать как высшие растения, имеющие органы и ткани, так и низшие, которые ничего этого не имеют. Также учёные утверждают, что в эту группу попадают и бактерии, которые получили своё название сине-зелёные водоросли или цианеи. Полезность этих водорослей для воды и её обитателей комментирует кандидат биологических наук, заведующий лабораторией генетики и селекции растений НОЦ «Ботанический сад НИУ БелГУ» Михаил Юрьевич Третьяков.
Кандидат биологических наук, заведующий лабораторией генетики и селекции растений НОЦ «Ботанический сад НИУ БелГУ» Михаил Юрьевич Третьяков
«Любые водоросли будут являться фотосинтетиками, единственными в мире организмами, способными производить органические вещества из неорганических, а в качестве побочного продукта выделяющими кислород, без которого невозможно представить существование жизни как в воде, так и на земле. К тому же водоросли – это источник пищи для многих водных организмов. Существование жизни на земле вообще стало возможно только благодаря цианеям, которые сформировали атмосферу земли, таким образом это первый в истории Земли пример, когда живые организмы изменили кардинальным образом неживую природу. Такой вариант развития нельзя исключать при колонизации Марса. На планете очень много ледяных шапок, стоит их растопить и внести культуры прокариот и возможно через определенное время на Марсе сформируется атмосфера, аналогичная земной», – говорит Михаил Третьяков.
Интересные факты о водорослях:
1. Водоросли могут достигать разных размеров – от одного микрона до 50 метров;
2. Некоторые из них образуют пузыри из газов, чтобы подниматься на поверхность воды;
3. Не имеют корней – они поглощают нужные им питательные вещества из воды всей поверхностью;
4. Крупные водоросли цепляются ко дну «подошвой» (их особый орган). Они могут образовывать настоящие подводные леса;
5. Сверлящие водоросли внедряются в поверхность раковин и известняка;
6. Красные и бурые водоросли прекрасно себя чувствуют на глубине до 200 метров. Во время научных исследований учёными были обнаружены такие водоросли в 268 метрах под поверхностью воды. Это абсолютный рекорд для растений, осуществляющих фотосинтез;
7. Водоросли могут жить не только под водой – некоторые из них приживаются на заборах, деревьях, домах и даже в почве;
8. Ученым известно более чем о 100 000 разновидностей водорослей, но они предполагают, что их на планете значительно больше;
9. Водоросли производят около 80% от всех органических веществ, создаваемых на планете. И это только часть информации!
Как водоросли выживают на глубине?
Все оттенки воды
Многие, наверняка, замечали, что в некоторых водоемах вода имеет разные оттенки. С чем это связано? «Увеличение количества одноклеточных водорослей в воде приводит к так называемому «цветению воды» и представляет собой естественный процесс. Однако данное явление может наносить существенный урон экономике региона. Цветение воды настолько опасно, что заинтересовало даже специалистов из NASA, которые стали осуществлять постоянный мониторинг цветения воды из космоса с помощью спектрального анализа. В чем же опасность цветения, ведь водоросли производят кислород? Все очень просто, ведь в природе нет плохого и хорошего, все зависит от ситуации. Так, массовое размножение, в частности, цианобактерий, или сине-зеленых водорослей приводит к следующим негативным последствиям: повышается концентрация выделяемых токсинов, водоросли блокируют доступ кислорода и солнечных лучей в толщу воды, что вызывает массовую гибель обитателей водоемов», – поясняет Михаил Третьяков.
Цветение воды – это естественный процесс в природе. Как правило оно обусловлено стабильной высокой температурой. Например, в период весны вода прогревается до 20°C и солнечного света становится достаточно для фотосинтеза. Тогда масса водорослей поднимается к поверхности и начинает активно размножаться.
«Необходимо понимать, что увеличение цветущих водоемов связано с антропогенной деятельностью человека. Например, высокой концентрацией веществ, содержащих азот и фосфор в воде. Вещества эти попадают в водоемы со стоковыми водами с полей, где использовались минеральные удобрения, а также с канализационными водами, которые получают фосфаты из стиральных порошков и других моющих средств. Всё это, опять же, способствует повышенному размножению водорослей. Ещё одним фактором размножения водорослей, приводящим к «цветению воды», является использование воды для орошения, регулирование рек водохранилищами и дамбами – это способствует ослаблению потоков воды в речных системах. Вода движется медленнее или становится стоячей, что стимулирует рост водорослей», – поясняет Михаил Третьяков.
Chlorophita под микроскопом
Фото — Михаил Третьяков
Cosmariumm под микроскопом
Фото — Михаил Третьяков
Пропадут ли водоросли?
Согласно исследованию Программы ООН по окружающей среде (ЮНЕП), местообитание водорослей в серьёзной опасности. Ежегодно теряется 7% среды обитания морских водорослей. Это приравнивается к исчезновению территории размером с одно футбольное поле каждые 30 минут. Сейчас водоросли расположены в прибрежных регионах 159 стран на шести континентах и занимают площадь около 300 000 квадратных километров.
«Если предположить, что такое будущее возможно, то исчезновение водорослей в воде скорее всего означает и исчезновение любой жизни, ведь «черные курильщики», являющиеся альтернативой не вечны. Однако, это уже совершенно другая история», – добавляет Михаил Третьяков.
Исчезновение водорослей в водной среде маловероятно. Они появились в начале рождения жизни на нашей планеты и вполне логично, что покинут её так же последними. Но это уже другой вопрос.
Материал подготовлен из открытых источников.
Источник изображения в тексте.
Источник изображения на главной странице.
Фотоматериалы в тексте предоставлены лично Михаилом Третьяковым.
Информация предоставлена Информационным агентством «Научная Россия». Свидетельство о регистрации СМИ: ИА № ФС77-62580, выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций 31 июля 2015 года.
Источник
