чем прикрепляются водоросли к грунту
§ 12. Водоросли (продолжение)
Многоклеточные зеленые водоросли
У многоклеточных представителей зеленых водорослей тело (слоевище) имеет форму нитей или плоских листовидных образований. В проточных водоемах часто можно заметить ярко-зеленые скопления шелковистых нитей, прикрепленных к подводным камням и корягам. Это многоклеточная нитчатая зеленая водоросль улотрикс [37]. Его нити состоят из ряда коротких клеток. В цитоплазме каждой из них расположены ядро и хроматофор в виде незамкнутого кольца. Клетки делятся, и нить растет.
В стоячих и медленно текущих водах часто плавают или оседают на дно скользкие ярко-зеленые комки. Они похожи на вату и образованы скоплениями нитчатой водоросли спирогиры [37]. Вытянутые цилиндрические клетки спирогиры покрыты слизью. Внутри клеток — хроматофоры в виде спирально закрученных лент.
Многоклеточные зеленые водоросли живут также в водах морей и океанов. Примером таких водорослей может служить ульва, или морской салат, длиной около 30 см и толщиной всего две клетки [37].
Наиболее сложное строение в этой группе растений имеют харовые водоросли, обитающие в пресноводных водоемах. Эти многочисленные зеленые водоросли по внешнему виду напоминают хвощи. Харовую водоросль нителлу, или блестянку гибкую, часто выращивают в аквариумах [37].
У харовых имеются образования, которые по форме и по выполняемым функциям напоминают корни, стебли, листья, но по строению они не имеют ничего общего с этими органами высших растений. Например, к грунту они прикрепляются с помощью бесцветных ветвистых нитевидных клеток, которые называют ризоидами (от греческих слов «риза» — корень и «эйдос» — вид).
Бурые водоросли
Бурые водоросли в основном морсие растения. Общий внешний признак этих водорослей — желтовато-бурая окраска слоевищ.
Бурые водоросли — многоклеточные растения. Их длина колеблется от микроскопической до гигантской (несколько десятков метров). Слоевища этих водорослей могут быть нитевидными, шаровидными, пластинчатыми, кустообразными. Иногда они содержат воздушные пузыри, удерживающие растение в воде в вертикальном положении. К грунту бурые водоросли прикрепляются ризоидами или дисковидно разросшимся основанием слоевища.
У некоторых бурых водорослей появляются группы клеток, которые можно назвать тканями.
В наших дальневосточных морях и морях Северного Ледовитого океана растет крупная бурая водоросль ламинария, или морская капуста. В прибрежной полосе Черного моря часто встречается бурая водоросль цистозейра [38].
Красные водоросли
Красные водоросли, или багрянки, — в основном многоклеточные морские растения. Лишь некоторые виды багрянок встречаются в пресных водоемах. Очень немногие из красных водорослей одноклеточные.
Размеры багрянок обычно колеблются от нескольких сантиметров до метра в длину. Но среди них есть и микроскопические формы. В клетках красных водорослей, кроме хлорофилла, содержатся красные и синие пигменты. В зависимости от их сочетания окраска багрянок меняется от ярко-красной до голубовато-зеленой и желтой.
Внешне красные водоросли весьма разнообразны: нитевидные, цилиндрические, пластинчатые и кораллоподобные, в разной мере рассеченные и разветвленные. Часто они очень красивы и причудливы [39].
В море красные водоросли встречаются повсеместно в самых разных условиях. Обычно они прикрепляются к скалам, валунам, искусственным сооружениям, а иногда и к другим водорослям. Благодаря тому что красные пигменты способны улавливать даже очень небольшое количество света, багрянки могут расти на значительных глубинах. Их можно встретить даже на глубине 100—200 м.
В морях нашей страны широко распространены филлофора, порфира и др.
Водоросли- группа низших растений
Водоросли- группа низших растений
Водоросли – группа низших растений, жизнь которых связана с водной средой. Наука, изучающая водоросли, именуется –альгология. Водоросли в ЕГЭ по биологии встречаются в нескольких заданиях и вам потребуется досконально изучить этот вопрос ЕГЭ по биологии.
Общая характеристика водорослей.
Автотрофное – фотосинтез с выделением кислорода (исключение эвгленовые – миксотрофы на свету фотосинтез в темноте органические вещества)
Размножение
В жизненном цикле преобладает гаметофит
Водоросли делятся на десять отделов
Отдел сине-зеленые (одноклеточные, многоклеточные, колониальные)
Строение клетки имеет характерную особенность – отсутствие ядра. Клетка состоит из клеточной стенки и клеточной мембраны. Внутренняя полость клетки заполнена протопластом, содержащий волютин, рибосомы, ферментоактивные гранулы, фотосинтезирующая мембрана, внутри расположена также кольцевая ДНК.
Представителем сине-зеленых водорослей является спирулина – известна пищевая добавка. Они формируют лечебные грязи, некоторые могут фиксировать свободный азот. Используются при выращивании риса. Могут изменять цвет воды в период массового размножения ( пример – Красное море)
Отдел Зеленые водоросли
Рассмотрим на примере клетки хламидомонады хоботковой. Одноклеточная водоросль с достаточно сложным строением клетки. Клетка имеет овальную форму, на ее передней части расположены два жгутика (выполняют функцию движения клетки во внешней среде) и хоботок. Снаружи хламидомонада покрыта клеточной оболочкой, содержащей гликопротеин (за счет него и пектинов клеточная оболочка этой клетки очень прочная). Внутри клетка заполнена цитоплазмой – отвечает за обмен веществ и форму клетки, содержит хроматофор с расположенным на нем пиреноидом – белковое вещество отвечает за накопление питательных компонентов клетки. В цитоплазме находятся стигма (светочувствительный глазок), ядро, сократительные вакуоли (органеллы, отвечающие за удаление жидкости из клетки).
Размножение
Бывает автоспоровое (возможно при благоприятных условиях, при этом материнская клетка лишается жгутиков, перестает двигаться, внутри образуются споры количество варьирует от двух автоспор до четырех. После чего происходит их выход из материнской клетки и через сутки новые клетки способны уже сами к размножению) и образование гамет при неблагоприятных условиях. Гаметы – это половые клетки, выходящие из материнской клетки и сливающиеся между собой с образованием зигот. Зигота находится в состоянии покоя до наступления благоприятных условий. После этого зигота делится с образованием четырех новых клеток.
Еще один интересный представитель зеленых водорослей – хлорелла. Одноклеточная зеленая водоросль без жгутиков. Внутри клеточной оболочки содержатся протоплазма, ядро и хроматофор с пиреноидом. Водоросль содержит большое количество белка и жиров. На один квадратный метр освещенной поверхности приходится 100 грамм биомассы в сутки. Идет на корм животным, для очистки воды от органики, для регенерации воздуха в закрытых помещениях.
Нитчатые зеленый водоросли
Клетка Улотрикса состоит из ядра, хроматофора, цитоплазмы и сократительных вакуолей снаружи окружена клеточной оболочкой. Прикрепляется к субстрату за счет ризоидов, далее идет базальная клетка, после чего идет однорядная нить. Растет водоросль за счет поперечного деления клеток.
Размножение
Бесполое. Происходит в благоприятных условиях. При этом клетка образует зооспоры, снабженных жгутиками, благодаря которым зооспора двигается и крепится к предмету, после чего начинает процесс деления с образованием новой нити водоросли.
Половое (изогамия). Из клетки водоросли выходя гаметы, которые после этого попарно сливаются с образованием зиготы. Зигота делится на четыре клетки, которые далее дают жизнь следующим нитям водорослей.
Колониальный водоросли
Колониальные водоросли – микроорганизмы, образующие колонии с одинаковым генотипом.
Классическим представителем колониальных зеленых водорослей считают вольвокс – водоросль, состоящая из активных жгутиковых клеток. Каждая особь размножается бинарным делением. Это промежуточная форма организмов между одноклеточными и многоклеточными организмами.
Отдел Бурые водоросли
Бурые водоросли относятся к многоклеточным низшим растениям, у них хорошо развито слоевище, содержат ламинарин и спирт маннит. Представители бурых водорослей: Ламинария японская. Имеет мощное слоевище в длину в среднем от двух до шести метров (есть особи, достигающие двенадцатиметровой длины).Слоевище –лентовидная стлань, стволик неразветвленный, крепится при помощи ризоидов к субстрату.
Микроцистис грушевидный относится к семейству ламинариевых, является самым крупным представителем водорослей. Достигает в длину 64 метра. Слоевище крепится к субстрату при помощи ризоидов, имеется базальный диск и очень мощное слоевище. Стлань рассечённая.
Цистозейра. Многолетний представитель бурых водорослей, произрастает на каменистых грунтах Черного и Азовского морей Обладает крупным слоевищем, которое крепится к субстрату при помощи подошвы. В длину достигает одного метра. Стволик имеет радиально размещенные многократно разветвленные ветви.
Бурые водоросли имеют большое практическое значение. Из них получают ламинарин, манит, иод и бром. Используются в пищевой промышленности.
Отдел Красные водоросли
Характеризуются полным отсутствием жгутиковых стадий. Содержат агар-агар. Представитель красных водорослей – филофора.
В длину достигает 40 сантиметров. Образует на дне Черного моря поле Зернова протяжённостью 40 на 70 миль, сейчас оно сокращено на 2/3. Порфира – еще один представитель отдела Красных водорослей. В длину 10 сантиметров. Из него получают иод, бром, агар, кровезаменители, лекарства для борьбы со СПИдом.
Отдел Диатомовые водоросли
Рассмотрим отдел на примере новикулы. Новикула – представитель диатомовых водорослей. Встречается в составе планктона. Клетки новикулы производят реактивные движения за счет выбрасываемой слизи. Деление клетки бинарное, происходит каждые три часа.
На дне водоема образуют вещество диатомит, который пропитывают нитроглицерином и получают динамит.
Отдел Динофитовые водоросли.
Одноклеточные микроорганизмы, монадного типа структуры. В основном форма имеет шаровидную и эллипсоидную форму. Представитель отдела – ноктилюка ( или ночесветка) окрашена в розовый цвет. При раздражении выделяет флуоресцентное вещество, демаскирует предметы в воде.
Золотистые водоросли
Представитель – кокколитофориды. Одноклеточная панцирная водоросль – фиксатор карбонатов. Образует осадочный материал, именно эта водоросль образовала крымские горы. Если смотреть в количественном эквиваленте, то один кубический миллиметр мела содержит 5 миллионов особей кокколитофориды.
Строение водорослей
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.
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
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.)
© 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.
Почвенные водоросли
Полезное
Смотреть что такое «Почвенные водоросли» в других словарях:
Почвенные водоросли — водоросли, обитающие на поверхности почвы (См. Почва) (наземные) или в её толще. Известно около 2000 видов микроскопических П. в., главным образом из синезелёных, зелёных, жёлтозелёных и диатомовых водорослей. Развиваясь преимущественно в … Большая советская энциклопедия
ПОЧВЕННЫЕ ВОДОРОСЛИ И ГРИБЫ — экологические группировки или сообщества (ценозы) водорослей и грибов, обитающих в почве … Словарь ботанических терминов
ВОДОРОСЛИ — (Algae), сборная группа низших, обычно водных, растений. Одноклеточные (от долей мкм), колониальные и многоклеточные (дл. до 60 м), иногда тканевого строения. Части слоевища не специализированы на фотосинтезирующие и поглощающие. Сосудистая… … Биологический энциклопедический словарь
ВОДОРОСЛИ — (Algae), обширная и неоднородная группа примитивных, напоминающих растения организмов. За немногими исключениями, они содержат зеленый пигмент хлорофилл, который необходим для питания путем фотосинтеза, т.е. синтеза глюкозы из диоксида углерода и … Энциклопедия Кольера
Водоросли — сборная группа низших растений, играющая важную роль в водных и наземных экосистемах. Особое значение имеют микроскопические В. (зеленые, диатомовые), которые являются основными продуцентами водных экосистем. В морских экосистемах обитают также… … Экологический словарь
Почвенные микроорганизмы — совокупность разных групп микроорганизмов, для которых естественной средой обитания служит Почва. П. м. играют важную роль в круговороте веществ (См. Круговорот веществ) в природе, почвообразовании и формировании плодородия почв. П. м.… … Большая советская энциклопедия
Водоросли почвенные — см. альгофлора почвенная … Толковый словарь по почвоведению
Хайбуллина — Хайбуллина, Лилия Салаватовна Лилия Салаватовна Хайбуллина Дата рождения: 18 апреля 1974(1974 04 18) Место рождения: деревня Гумерово, Ишимбайский район, Бащкирия Дата смерти: 6 мая 2007(2007 05 06) … Википедия
Хайбуллина, Лилия Салаватовна — В Википедии есть статьи о других людях с такой фамилией, см. Хайбуллина. Лилия Салаватовна Хайбуллина Дата рождения: 18 апреля 1974(1974 04 18) Место рождения: деревня Гумерово, Ишимбайский район, БАССР Дата смерти … Википедия
Распространенность водорослей в современных водоемах, их биомасса и продукция — Приспособленность водорослей к жизни при самых разнообразных внешних условиях обусловливает повсеместную их распространенность. В воде и на суше, в снегу, льдах и горячих источниках, по всему земному шару от просторов Северного Ледовитого … Биологическая энциклопедия
ВОДОРОСЛИ
Окончание. См. No 5, 6, 7, 8, 9/2002
Из бурых водорослей получают также широко применяемые в различных отраслях промышленности альгинаты – соли альгиновой кислоты. Наибольшее применение находит водорастворимый альгинат натрия, способный к образованию вязких растворов. Его широко используют для стабилизации разнообразных растворов и суспензий. Добавление небольшого количества альгината натрия в пищевые продукты – консервы, мороженое – повышает их качество. Альгинаты используют также при производстве пластмасс, синтетических волокон, лакокрасочных покрытий и строительных материалов, устойчивых к атмосферным воздействиям. Их применяют при изготовлении высококачественных смазочных материалов для машин, рассасываемых хирургических нитей, мазей и паст в фармацевтической и парфюмерной промышленности. В литейном производстве альгинаты улучшают качество формовочной земли; применяются в производстве электродов для электросварки, позволяющих получать более высококачественные сварные швы.
Другое важное вещество, получаемое из бурых водорослей, – шестиатомный спирт маннит. Он применяется в фармацевтической промышленности для изготовления таблеток, приготовления диабетических пищевых продуктов, в производстве синтетических смол, красок, бумаги, взрывчатых веществ, при выделке кож.
Наиболее известными и популярными представителями бурых водорослей являются ламинарии, или «морская капуста». Род ламинария (Laminaria) насчитывает около 30 видов, распространенных преимущественно в Северном полушарии, особенно в Тихом океане. Многолетние слоевища этих водорослей достигают в длину нескольких метров и состоят из удлиненно-овальной пластины, стволика и разветвленных ризоидов, с помощью которых растение прикрепляется к грунту. Растут ламинарии обычно на глубине до 20–30 м, в местах с постоянным движением воды, прикрепляясь к камням и скалам.
Ламинария сахаристая (L.saccharina) у нас встречается в Белом, Баренцевом, Карском и во всех морях Дальнего Востока, а ламинария японская (L.japonica), отличающаяся тем, что по продольной оси ее пластины проходит широкая и толстая срединная полоса, ограниченная по краям двумя продольными складками, – в северной половине Японского моря, а также у южного и юго-восточного берегов Сахалина и у Южных Курильских островов.
Ламинария японская отличается превосходными вкусовыми качествами и считается самым ценным промысловым видом среди бурых водорослей. Ее используют для приготовления разнообразных блюд, консервов и кондитерских изделий. В Японии и Китае разработаны способы искусственного культивирования ламинарии, что позволяет собирать с плантаций стабильные урожаи. Благодаря значительному содержанию йода и брома морская капуста используется и в лечебных целях – при заболеваниях щитовидной железы, склерозе, нервных расстройствах, желудочно-кишечных заболеваниях.
Бурые водоросли из рода фукус (Fucus) также распространены в холодных и умеренных морях Северного полушария, где часто образуют большие заросли на мелководье. Представители этого рода отличаются дихотомически разветвленным слоевищем с плоскими ветвями, имеющими продольное ребро и прикрепляющимися к камням конической подошвой. Фукусы используют в качестве удобрений, как корм для скота, для производства кормовой муки, альгинатов и других веществ.
Зеленые водоросли
Зеленые водоросли – самый обширный из всех отделов этих растений, к нему относят около 15 тыс. видов. Представители зеленых водорослей отличаются прежде всего действительно чисто зеленым цветом своих талломов, что вызвано преобладанием в хлоропластах хлорофилла (а и b) над другими пигментами (каротиноидами). Запасной полисахарид зеленых водорослей – крахмал – откладывается внутри хлоропласта. Поверх цитоплазматической мембраны у большинства зеленых водорослей образуется целлюлозная клеточная стенка.
Для большинства зеленых водорослей характерно преобладание в жизненном цикле гаплоидной фазы – двойным набором хромосом у них обладает только зигота, которая мейотически делится с образованием спор. Однако среди представителей отдела имеются и формы с преобладанием в жизненном цикле диплоидной фазы, и виды с изоморфной сменой поколений.
Большинство зеленых водорослей обитает в водоемах с пресной водой, хотя встречаются и морские виды.
Чаще всего отдел зеленых водорослей делят на три класса*. Представители класса Равножгутиковые характеризуются бесполым размножением зооспорами со жгутиками одинаковой длины и строения. Половой процесс у них представлен изогамией, гетерогамией и оогамией. Талломы равножгутиковых разнообразны по форме, и типы их морфологической организации служат важными систематическими признаками.
Особенности этого класса водорослей удобно рассмотреть на примерах ряда его представителей. Род хламидомонада (Chlamydomonas) включает свыше 500 видов одноклеточных водорослей, большинство из которых обитают в пресных, мелких, хорошо прогреваемых и загрязненных водоемах: прудах, лужах, канавах и т.п. При их массовом размножении вода приобретает зеленую окраску.
Хламидомонада: А – вегетативная особь; Б – пальмеллевидная стадия; В – размножение (молодые особи внутри материнской клетки)
Клетка хламидомонады имеет округлую или элипсовидную форму и одета оболочкой, у старых особей несколько отстающей от задней части протопласта. В клетке имеется одно гаплоидное ядро, чашевидный хроматофор, в который погружены глазок и сократительные вакуоли, находящиеся в передней части клетки. На переднем конце расположены также два жгутика, играющие роль органов движения.
При подсыхании водоема хламидомонады теряют жгутики, стенки их клеток ослизняются, и в таком неподвижном состоянии клетки переходят к делению. Стенки образующихся при этом дочерних клеток также ослизняются, так что в итоге образуется система вложенных друг в друга слизистых обверток, в которых группами расположены неподвижные клетки. Это так называемое пальмеллевидное состояние водоросли. При попадании в воду клетки снова образуют жгутики и переходят к монадному (одиночному) состоянию.
В благоприятных же условиях хламидомонада интенсивно размножается другим путем – клетка останавливается, и ее протопласт, несколько отстав от стенки, последовательно делится продольно на две, четыре или восемь частей. Эти дочерние клетки образуют жгутики и выходят наружу в виде зооспор, которые после непродолжительного роста сами приступают к такому же размножению. Половой процесс у хламидомонады – изогамия. Гаметы образуются внутри материнской клетки, но в большем, чем зооспоры, количестве – 32–64, и, соответственно, отличаются меньшими размерами. После их слияния образуется зигота, в которой происходит редукционное деление с образованием гаплоидных клеток.
Наряду с автотрофным способом питания клетки хламидомонад способны всасывать через оболочку растворенные в воде органические вещества, что способствует активному очищению загрязненных вод, в которых развиваются эти водоросли.
Представители рода вольвокс (Volvox) – колониальные организмы. Это наиболее высокоорганизованные представители класса. Их колонии имеют вид слизистых, диаметром до 2 мм, шариков, в периферическом слое которых расположено до 50 тыс. клеток со жгутиками (подобных хламидомонаде), сросшихся своими боковыми ослизненными стенками друг с другом и соединенных плазмодесмами. Внутренняя полость шара заполнена жидкой слизью. В такой колонии существует специализация клеток: периферическую ее часть составляют вегетативные клетки, а между ними разбросаны более крупные – репродуктивные. Около десятка из них – гонидии, клетки бесполого размножения. В результате многократных делений они дают начало молодым, дочерним колониям, которые выпадают внутрь материнского шара и освобождаются лишь после его разрушения. Половой процесс у вольвокса – оогамия. Органы, в которых образуются гаметы, оогонии и антеридии, возникают также из репродуктивных клеток. У вольвокса шаровидного оогонии и антеридии образуются из клеток одной колонии (однодомные колонии), у вольвокса золотистого – из клеток разных колоний (колонии двудомные). В европейской части России оба эти вида встречаются в прудах и старицах рек и в период интенсивного размножения вызывают «цветение» воды.
Хлорелла (Chlorella) – одноклеточные водоросли размером около 15 мкм – широко распространенный и хорошо известный род. Хлорелла очень неприхотлива и встречается почти повсеместно – в пресных водах, на сырой земле, на коре деревьев и т.п.
Шаровидная клетка хлореллы содержит одно ядро и чашевидный хроматофор. Глазка и сократительных вакуолей нет. Клеточная стенка некоторых видов этих водорослей наряду с целлюлозой содержит спорополленин – чрезвычайно устойчивое к действию различных ферментов вещество, встречающееся также в пыльцевых зернах и спорах высших растений. Размножается хлорелла исключительно автоспорами (бесполое размножение), образующимися обычно по 4–8 в одной клетке и освобождающимися после разрыва ее стенки.
В процессе фотосинтеза хлорелла способна использовать до 12% световой энергии (наземные растения используют только 1–2%), а сухое вещество ее клеток очень питательно: содержит до 50% полноценных белков, жирные масла, витамины В, С, К. Для хлореллы характерны очень высокие темпы размножения. Благодаря этому она стала объектом массового культивирования для использования в самых разных направлениях.
Улотрикс
Водоросли рода улотрикс (Ulothrix) обитают преимущественно в пресных водоемах, но могут поселяться и на влажных поверхностях, смачиваемых брызгами прибоя или водопадов. Один из самых широко распространенных видов – улотрикс опоясанный (Ulotrix zonata). Под Москвой эта водоросль встречается в быстро текущих ручьях, а в Северо-Западном регионе часто образует ватообразные обрастания на камнях в прибойной полосе больших озер.
Таллом улотрикса состоит из неразветвленных нитей. Все клетки нити одинаковые (за исключением базальной, которая вытягивается в короткий ризоид, с помощью которого нить в начале роста прикрепляется к субстрату) – их центр занят вакуолью, а единственный хлоропласт, имеющий форму пояска, охватывает протопласт по периметру. Ядро одно, расположенное по продольной оси клетки.
При вегетативном размножении нити улотрикса распадаются на короткие сегменты, каждый из которых развивается в новую нить. Бесполое размножение этой водоросли осуществляется зооспорами, которые могут образовываться во всех клетках нитей, кроме базальной. Половой процесс улотрикса – изогамия. Чаще всего переход к половому размножению связан с концом активного роста и наступлением неблагоприятных условий.
Ульва: А – внешний вид таллома; Б – поперечный разрез таллома
Таллом морских водорослей рода ульва (Ulva) представляет собой ярко-зеленую двуслойную с гофрированными краями пластинку размером около 10–12 см, прикрепленную к субстрату суженным в короткий черешок основанием. Клетки ульвы одноядерные с постенным хроматофором и крупной центральной вакуолью. Наиболее распространенный способ вегетативного размножения ульвы – прорастание клеток основания с образованием молодых растений. В отличие от перечисленных выше водорослей, в жизненном цикле которых преобладает гаплоидная стадия, у ульвы наблюдается чередование поколений: диплоидного спорофита и гаплоидного гаметофита. В ядрах клеток спорофитов содержится двойной набор хромосом, а при редукционном делении формируются гаплоидные зооспоры. Прорастая, они образуют гаплоидные растения – гаметофиты, способные образовывать гаметы. При слиянии гамет образуется зигота, содержащая диплоидное ядро и без периода покоя прорастающая в спорофит. Для ульвы характерна изоморфная смена поколений – ее спорофит и гаметофит внешне выглядят совершенно одинаково.
Ульва встречается в морях всех климатических зон, хотя предпочитает теплые воды. Например, на мелководье Черного моря это один из самых массовых видов водорослей. Многие виды ульвы выносят опреснение воды; их часто можно встретить в устьях рек.
Род каулерпа (Caulerpa) включает около 60 видов морских водорослей, ползучие, распростертые на грунте части слоевища которых имеют вид ветвящихся цилиндров, достигающих в длину нескольких десятков сантиметров. Через определенные интервалы вниз от них отходят обильно ветвящиеся ризоиды, закрепляющие растение в грунте, а вверх – плоские листообразные вертикальные побеги, в которых сосредоточены хлоропласты.
Таллом каулерпы, несмотря на свои крупные размеры, не имеет клеточного строения – в нем полностью отсутствуют поперечные перегородки, и формально он представляет собой одну гигантскую клетку. Такое строение таллома называют сифонным. Внутри таллома каулерпы располагается центральная вакуоль, окруженная слоем цитоплазмы, содержащей многочисленные ядра и хлоропласты. Различные части таллома растут у своих верхушек, где скапливается цитоплазма. Центральную полость во всех частях таллома пересекают цилиндрические скелетные тяжи – целлюлозные балки, придающие телу водоросли механическую прочность.
Каулерпа: А – внешний вид таллома; Б – разрез таллома с целлюлозными балками
Каулерпа легко размножается вегетативно: при отмирании более старых частей таллома отдельные участки его с вертикальными побегами становятся независимыми растениями.
Виды этого рода обитают главным образом в тропических морях, и лишь немногие заходят в субтропические широты, например, распространенная в Средиземном море каулерпа прорастающая (Caulerpa prolifera). Каулерпа предпочитает мелководье со спокойной водой, например, лагуны, защищенные от действия постоянного прибоя коралловыми рифами, и поселяется как на различных твердых субстратах – камнях, рифах, скалах, так и на песчаном и илистом грунте.
Представители другого класса зеленых водорослей – конъюгат – характеризуется отсутствием в жизненном цикле жгутиковых стадий. Бесполое размножение у них отсутствует, а половой процесс представлен своеобразной формой – конъюгацией.
Спирогира во время конъюгации
К конъюгатам, в частности, относятся представители рода спирогира (Spirogyra) – нитчатые неветвящиеся водоросли ярко-зеленого цвета, около 300 видов которых широко распространены в пресных водоемах всего земного шара.
Талломы спирогиры имеют размер от нескольких миллиметров до десяти сантиметров и состоят из одного ряда одинаковых цилиндрических клеток, каждая из которых способна к росту и делению. У спирогиры, живущей в проточной воде, развиваются ризоиды – лишенные хлоропластов выросты клетки разнообразной формы и степени разветвленности, с утолщенной оболочкой. Внутренний слой клеточной стенки спирогиры состоит из целлюлозы, наружный – из пектиновых веществ, образующих слой слизи, как бы укутывающей всю нить и делающей спирогиру скользкой и шелковистой на ощупь.
В клетке этих водорослей хорошо видны лентовидные спирально закрученные зеленые хлоропласты, расположенные в постенном слое цитоплазмы. Плотность витков и положение хлоропластов варьирует в зависимости от условий среды: при неблагоприятных условиях их рост отстает от роста клетки, и количество оборотов резко снижается. Крупное ядро спирогиры с хорошо заметным ядрышком расположено в центре клетки. Оно окружено слоем цитоплазмы и как бы подвешено на цитоплазматических тяжах, отходящих от постенной цитоплазмы.
Вегетативное размножение спирогиры происходит при случайном разрыве или распадении нити на отдельные фрагменты при неблагоприятных условиях. Ядра клеток спирогиры гаплоидны, двойной набор хромосом присутствует только в зиготе, которая образуется при слиянии протопластов вегетативных клеток соседних нитей – конъюгации. При прорастании зиготы происходит редукционное деление.
Нити спирогиры, переплетенные между собой и покрытые общей слизью, устилают большие площади дна рек и ручьев.
Водоросли рода клостериум (Closterium) – одноклеточные организмы. Известно около ста видов этого рода, обитающих в прудах, сфагновых болотах, небольших спокойных озерах. Серповидно изогнутая, с заостренными концами клетка клостериума состоит из двух симметричных половинок – полуклеток. Клеточная стенка также состоит из двух половинок, спаянных в плоскости симметрии. В ней имеются поры, особенно крупные на концах клетки. Выделяясь через поры на одном конце клетки, слизь приподнимает его; после этого слизь начинает выделятся на другом конце. Таким образом клетка клостериума «кувыркается», передвигаясь вблизи дна.
Каждая полуклетка содержит по одному крупному центральному хлоропласту, состоящему из осевого стержня, от которого по радиусам отходит несколько пластин (так что на поперечном срезе хлоропласт имеет звездчатую форму). В плоскости симметрии клетки находится одно крупное ядро, а на концах клетки – по одной вакуоли с кристалликами гипса.
Обычный способ вегетативного размножения клостериума – деление клетки в поперечной плоскости. Дочерние особи получают одну полуклетку от материнской клетки, а недостающую достраивают заново. При половом процессе (конъюгации) две клетки клостериума сближаются и одеваются общей слизью. В области симметрии каждая конъюгирующая клетка образует отростки, соединяющиеся между собой, – конъюгационный канал. При прорастании зиготы происходит редукционное деление, и из четырех образующихся гаплоидных ядер, как правило, два остаются жизнеспособными, образуя два проростка.
Представители третьего класса зеленых водорослей – Харовых, – сильно отличаются от остальных тем, что их нитчатые многоклеточные талломы обладают сложной морфологической организацией. На основных побегах, нарастающих верхушкой («стеблях»), на некотором расстоянии друг от друга располагаются мутовки одинаковых коротких боковых членистых побегов («листьев»), имеющих ограниченный рост. Места расположения мутовок называют узлами, а участки таллома между ними – междоузлиями.
По внешнему виду многие из харовых водорослей весьма напоминают хвощи, хотя сходство это, конечно, чисто внешнее. Каждое междоузлие на их талломе представляет собой одну многоядерную, гигантскую (длиной до нескольких сантиметров), часто покрытую корой, клетку, неспособную к делению. А узлы состоят из собранных в диск нескольких мелких одноядерных клеток, в процессе своего деления образующих боковые ветви «стебля» и мутовки «листьев». Побеги харовых прикрепляются к дну с помощью многочисленных тонких ризоидов. Эти водоросли достигают весьма крупных размеров – от 20–30 см до 1–2 м.
Бесполого размножения у харовых нет, половой процесс – оогамия. Органы, производящие гаметы – многоклеточные оогонии и антеридии, – образуются на члениках таллома, в узлах. В оогонии размером до 1 мм развивается одна яйцеклетка, в антеридии (его диаметр около 0,5 мм) – множество мужских половых клеток. У большинства видов харовых оогонии и антеридии развиваются на одном растении, но существуют и двудомные виды.
Известно около 300 видов харовых водорослей. Распространены они в пресных водоемах, особенно с жесткой известковой водой, где нередко образуют на дне сплошные заросли. Некоторые виды встречаются и в морских заливах.
Литература
Курс низших растений. – М.: Высшая школа, 1981.
Жизнь растений. Т.3. – М.: Просвещение, 1977.
Гарибова Л.В. и др. Водоросли, лишайники и мохообразные СССР. – М.: Мысль, 1978.
Рейвн П. И др. Современная ботаника. – М.: Мир, 1990.
Чиков П.С. Лекарственные растения – путь к здоровью. – М., 1997.