Метаболiчнi особливостi фiзiологii та бiохiмii водоростей
ЗмiстВступ
Роздiл 1. Вiддiл Зеленi водоростi
1.1 Загальна характеристика вiддiлу
1.2 Класифiкацiя вiддiлу
1.3 Зеленi водоростi як приклад ускладнення рослинних органiзмiв i еволюцii полового вiдтворення
Роздiл 2. Вiддiл синьо-зеленi водоростi
2.1 Загальна характеристика вiддiлу
2.2 Класифiкацiя вiддiлу синьозеленi водоростi
Роздiл 3. Значення водоростей в природi та життi людини
3.1 Роль водоростей в балансi живоi речовини
3.2 Роль водоростей в балансi кисню
3.3 Водоростi як агенти самоочищення оточуючого середовища
3.4 Значення водоростей в еволюцii Землi
3.5 Охорона водоростей
3.6 Водоростi як продукт живлення
Роздiл 4. Участь водоростей в бiохiмiчних процесах
4.1 Процес фотосинтезу
4.2 Походження фотосинтезу
Висновок
Лiтература
ВступЗ давнього часу людину привадлювало саме те, про що вона знаi менш за все. Знання людини про водоростi дуже незначнi, хоч це дуже цiкавi й цiннi рослини, за якими майбутнi. Дуже велике рiзноманiття форм. Вiс водоростi являються представниками низчих спорових рослин. Вони характеризуються здатнiстю до оксигенного фотосинтезу, можуть вести вiльний i симбiотичний спосiб життя.
Водоростi цiкавi як з науковоi, так i з практичноi точок зору в звтАЩязку з надзвичайною специфiкою i рiзноманiтнiстю iх морфологii та анатомii, онтогенезу i життiвих циклiв, географii та екологii. Перед дослiдниками в даний час постають складнi i важливi проблеми, якi потребують свого вирiшення. Завдяки комптАЩютеризацii, використанню сучасних мiкроскопiв, в звтАЩязку з успiхами генетики i бiохiмii, цитилогii i фiзiологii проходить ревiзування багатьох таксонiв водорослей рiзного рангу, змiна iнтерпретацii iх обтАЩiму, родинних звтАЩязкiв, походження, фiлогенезу, а також перегляд класифiкацiйних схемi пошук додаткових можливостей використання корисних властивостей водоростей. Рiзнi бiохiмiчнi, бiологiчнi, фiзiологiчнi та iншi iх властивостi використовуються в рiзних галузях народного господарства.
Мета даноi курсовоi роботи встановити метаболiчнi особливостi фiзiологii i бiохiмii зелених та синьозелених водоростей.
Завдання даноi роботи:
1) Розглянути особливостi фiзiологii зелених водоростей;
2) Визначити особливостi фiзiологii синьозелених водоростей;
3) Сформувати уявлення про бiохiмiчнi процеси в яких приймають участь зеленi та синьозеленi водоростi;
4) Встановити мiсце водоростей в рослинному свiтi;
5) Розглянути значення водоростей в природi та життi людини.
Роздiл 1. Вiддiл Зеленi водоростi
1.1 Загальна характеристика вiддiлу
Численнi представники (бiльш 5 000 видiв) зелених водоростей живуть у водяному середовищi й у ТСрунтах. Забервлення клiтин iх зелене, тому що хлорофiл не маскуiться iншими пiгментами. Серед них вiдомi одноклiтиннi, колонiальнi i багатоклiтиннi органiзми, а також види з неклiтинною будовою, що носить характер нерозчленованого таллома. Оболонка клiтини звичайна целюлозна, iнодi амилоiдная, нерiдко з домiшкою пектинових речовин; вона здатна ослизнятися, головним чином ii зовнiшнi шари, що створюi навколо клiтин чи колонiй слизувату зону, що маi, очевидно, велике значення. Вона сприяi перебуванню органiзму в планктонi, служить захисною зоною для колонii, iнодi забезпечуi прикрiплення до субстрату. Слизувата зона маi також харчове значення для супутнiх водоростям корисних азотфiксуючих бактерiй. Оболонка може iнкрустуватися рiзними твердими речовинами (шарами кальцiю, кремнiю й iн.).
У цитоплазмi утвориться велика вакуоля, але в деяких водоростей багато дрiбних вакуолею. Нерiдко маються пульсуючi вакуолi, переважно в рухливих форм, якi мають жгутики. Пульсацiя таких вакуолею ритмiчна. Пiд час скорочувальних рухiв вакуоль видаляi надлишок води i тим самим пiдвищуi сисну силу клiтини. Плазмодесми iснують тiльки в багатоклiтинних вольвоксових.
Ядро маi звичайна будову; у деяких порядкiв ядер у клiтинi багато. Пластиди у всiх водоростей звуться хроматофори (а не хлоропласти), тому що вони можуть мiстити рiзнi пiгменти (у рiзних видiв). Видозмiн пластид, аналогiчних хромопластам i лейкопластам, у клiтках водоростей не спостерiгаiться (крiм харовых, у яких маються лейкопласти i хромопласти), форма хроматофорiв рiзноманiтна, головним чином пластинчаста; вони мiстять часто пиреноiди тАФ щiльнi тiльця, що резервують бiлок. Запасний крохмаль, що вiдкладаiться в клiтинах, зосереджуiться переважно в областi пиреноiдiв. Запасною речовиною часто служить жирна олiя.
Розподiл клiтин звичайний (мiтоз i мейоз), але цитокiнез вiдбуваiться шляхом дiафрагмального утворення перегородки, тобто вiд периферii до центру.
Зеленим водоростям властивi всi три типи розмноження: вегетативне, безстатеве i статеве, з випаданням у деяких якого-небудь з цих типiв. Чергування поколiнь iнодi виражено чiтко, але часто диплоiднйою буваi тiльки зигота, проростання якоi в цьому випадку супроводжуiться мейозом; слань розвиваiться, як статеве поколiння. В iнших видiв редукцiйний розподiл вiдбуваiться перед утворенням спор i в дуже рiдких перед утворенням гамет. Вiдповiдно до цього гаметофит i спорофiт мають рiзну довговiчнiсть.1
При безстатевому розмноженнi зооспорами материнська клiтина утворить 4, 8, 16 i т.д. зооспор, постачених жгутиками. Кожна з зооспор, що звiльнилися, поплававши якийсь час, утрачаi жгутики, осiдаi i через якийсь час проростаi в нову слань. Гамети зелених водоростей також мають жгутики чи вiйки. Жгутики, прикрiпленi до особливих тельцiв тАФ блефаропластам, що i органоидами цитоплазми.
Зеленi водоростi роздiляють на три класи: рiвноджгутиковi, сцеплянки та харовi. Вони розрiзняються по способу статевого розмноження: сцеплянки спецiальних гамет не утворять.
Клас Власне Зеленi водоростi
Цей клас подiляiться на 5 порядкiв.
Порядок Вольвоксовi.
Завдяки джгутикам усi представники цього порядку характеризуються рухливiстю в звичайному станi. Вiдомi одноклiтиннi я колонiальнi форми. Типовою для одноклiтинних i хламiдомонада, численнi види якоi в достатку зустрiчаються в калюжах i канавах. Клiтина ii часто маi яйцеподiбну форму, з ядром i пектиновою оболонкою. На звуженому кiнцi клiтки знаходяться два жгутика, що представляють собою вiдростки цитоплазми, що проходять крiзь оболонку клiтки. Великий хроматофор, чашеподiбний, повернений увiгнутою стороною до ядра. РД маленький червоне "вiчко", воно насичено каротином. Функцiя його маловiдома. Крiм великоi вакуолi, заповненоi клiтинним соком, i ще маленькi пульсуючi вакуолi.
Розмножуються хламiдомонади безстатевим i половим шляхом. Перед розподiлом клiтина втрачаi жгутики, потiм подiляються ядро, хроматофор i, нарештi, цитоплазма. Утворяться чотири клiтини, зооспори, у яких виникають жгутики. Якийсь час вони оточенi оболонкою материнськоi клiтини, а потiм вивiльняються внаслiдок разслизнення загальноi оболонки.
Статевий процес у рiзних видiв рiзний, частiше iзогамний, iнодi гетерогамний i в поодиноких випадках согамний. Зигота перед проростанням поступово червонii внаслiдок утворення каротиноiдiв, потiм проходить редукцiйний розподiл, у результатi якого виникаi четвiрка дочiрнiх гаплоiдних особин.
Прикладом колонiальних вольвоксiв являiться вольвокс, що живе в прiсних стоячих водоймах. Рослина маi форму порожньоi кулi, заповненого усерединi слизом. Поверхня кулi складаiться з одного шару численних двуджгутиковых клiтин, розташованих жгутиками кнаружи. Усi клiтини з'iднанi плазмодесмами, що вiдходять вiд вiдросткiв цитоплазми i спрямованих у рiзнi сторони. .Кожна клiтка маi ядро, чашеподiбний хроматофор i червоне вiчко. Спостерiгаiться диференцiацiя клiтин. Куля рухаiться в одному напрямку за допомогою бiльш великих рухових клiтин з бiльш великими червоними вiчками. Цi клiтки розташованi на переднiй по руху кулi сторонi. На протилежнiй частинi кулi знаходиться невелике число самих великих безжгутиковых клiтин, що служать для розмноження. РЖнша частина кулi складаiться з дуже численних дрiбних живильних клiтин.
Клiтини починають подiлятися в подовжньому напрямку. Клiтини, що утворилися, залишаються усерединi загальноi вихiдноi материнськоi оболонки, де вони загинаються. Так якположенняклiтин у вiдношеннi полярностi iх виходить неправильне вiдбуваiться поступове вивертання сланi в зворотню сторону i змикаiться кiнцями в кулю. Пiсля цього правильно орiiнтуванi у вiдношеннi полярностi клiтин утворять жгутики, i оформлена дочiрня куля опускаiться в слиз порожнини материнськоi кулi. Через деякий час кожна дочiрня куля пiсля зруйнування материнського стаi самостiйною водоростю. Утворивши декiлька дочiрних, материнська куля гине.
Статеве розмноження у вольвоксу оогамне. В заднiй частинi перед утворенням оогонiю материнська клiтина, збiльшуiться в розмiрах, потовщуi свою оболонку, а протопласт утворюi велику безджгутикову яйцеклiтину. Антерiдiй утвориться з iншоi материнськоi клетини, яка багаторазово дiлиться, даючи початок подовженим мiлким рухливим дводжгутиковим антерозоiдам (сперматозоiдам). Виходячи iз антерiдiя, вони плавають у водi, знаходять оогонiй, i будь-який з них проникаi до яйцеклiтини. Зигота (ооспора) покриваiться товстою оболонкою. РЖз зиготи шляхом послiдовних розподiлiв утворюiться нова рослина.1
Порядок Протококковi.
Ця група водоростей складаiться з одноклiтинних i колонiальних видiв. Сланi рухливiстю не володiють, i тiльки зооспори i гамети iх рухливi. Порядок поiднуi 4 родини, з яких ми розглянемо тут представникiв трьох родин. До родини одноклiтинних хлорококкових вiдноситься хлорококк,, що поселяiться в прiсноводних басейнах, на вологому ТСрунтi, на вологих гончарних горщиках, у теплицях у видi зеленого нальоту. Клiтини мають сферичну форму, ядро розташовано в серединi й оточено чашоподiбним хроматофором. Безстатеве розмноження вiдбуваiться за допомогою зооспор, статевий процес iзогамний.
До родини сценедестових вiдносяться одноклiтиннi i колонiальнi види, що розмножуються безжгутиковыми спорами, так званими автоспорами. Статевий процес не встановлений. Автоспоры утворяться усерединi материнськоi клiтки по типу зооспор, але жгутики вiдсутнi, тому, вийшовши назовнi, вони пасивно переносяться водою.
Хлореллашироко поширена у водоймах, у морях i ТСрунтах. Клiтини ii дрiбнi, кулястi (до 6 мiкронiв у дiаметрi), енергiйно асимiлюючi. Культурою цiii водоростi займаються в багатьох краiнах. В останнi роки з'ясувалося можливе значення ii як джерела кисню i iжi для космонавтiв пiд час польотiв. Хлорелла може давати до 70 м i бiльш (у залежностi вiд штаму) сухоi речовини на 1 м2 площi. РЗi можна культивувати в пластмасових судинах, перемiшуючи шари води в судинi. У сухiй речовинi хлорели встановлене до 50% повноцiнних бiлкiв, причому в амiнокислотному складi iх не вистачаi тiльки метiонiну. Хлорела мiстить також досить жирноi олii i значна кiлькiсть вiтамiну В. РД також вiтамiни С и К. В умовах азотного голодування хлорела утворюi багато жиру. У Японii хлорела широко використовуiться як домiшка в iжу, додаючи iй гарний смак. У iжу вживаiться бiомаса хлорел чи ж спецiальна паста з ii. Бiотипи (штами) хлорелли сильно вiдрiзняються один вiд одного вмiстом рiзних речовин, тому ведуться селекцiйнi роботи з хлорелою. Змiст хлорофiлу в клiтках хлорелли в залежностi вiд штаму i вiд умов культури може коливатися вiд 0,01% до 6% (при високому змiстi жирноi олii). Хлореллу можна культивувати в судинах вiд поверхнi на значну глибину.
Хроматофор i вiчко також присутнi. Копулюють гамети тiльки вiд рiзних, гетероталлiчних (тобто фiзiологiчно рiзностатевих) особей. З'iднавшись попарно кiнчиками, а потiм i бiчними стiнками, вони спiльно плавають якийсь час; у зиготи чотири жгутика, але вiдрiзняiться вона вiд вегетативноi зооспори двохтАЩядерностi i двома червоними вiчками. Незабаром ядра зливаються, жгутики зникають, зигота покриваiться товстою оболонкою, осiдаi на субстрат i через якийсь час проростаi. При проростаннi вiдбуваiться редукцiйний розподiл i утвориться тетрада гетероталiчних гаплоiдних особин. Усi чотири нащадки виживають.
Порядок Сафонокладiiвi.
Цей порядок поiднуi види з багатоклiтинними нитчастими, простими чи гiллястими талломами, складеними з багатоядерних клiтин. Родини кладофоровi, представником яких може служити кладофора, широко розповсюджена в прiсноводних басейнах, а також у морях. Таллом ii складаiться iз багатогiлчастих ниток. Уся рослина маi вигляд пiдвiдного кущика. Клiтини великi, хроматофор губчатоi будови, з численними пiреноiдами; у клiтинах утворюiться багато крохмалю. Безстатеве розмноження зооспорами, статевий процес iзогамний.
Порядок Сифоновi
Цей порядок зелених водоростей характеризуiться тим, що його представники мають неклiтинну будову. Таллом сифонових великих розмiрiв i складаi враження одноклiтинного, тому що усерединi не маi суцiльних перегородок, i лише в деяких iснують для скрiплення тiла особливi балки усерединi клiтини. Усi представники порядку багатоядернi. Цiльного хроматофора нема, i групи хлорофiлових зерен.
Безстатеве розмноження вiдбуваiться за допомогою зооспор, що утворяться на кiнцях ниток. Кiнцi цi, збiльшуючись у розмiрах, перетворюються в зооспорангii й вiдмежовуються перегородкою вiд таллома. Протопласт цiii частини, що вiдокремилася, перетворюiться в одну велику багатоджгутикову (унаслiдок багатоядерностi) зооспору, що попадаi у воду через розрив в оболонцi. Звичайним шляхом вона проростаi в нову нитку.
Статеве розмноження оогамне. На нитках утворяться в безпосереднiй близькостi антеридiй i оогонiй. Оогонiй даi початок однiй великiй нерухомiй яйцеклiтинi з одним ядром. Оогоний i антеридiй, хоча i знаходяться поруч, дозрiвають рiзночасно, тому заплiднення можливе тiльки мiж рiзними талломами (гетероталiзм). Кулястий оогонiй утворить вирiст назустрiч антеридiю. Сперматозоiди дуже дрiбнi, двужгутиковые, з маленьким хроматофором. Пiсля заплiднення утвориться зигота - ооспора.
Ця нечисленна родина вiдрiзняiться типом жгутикiв в ооспор. Вони неоднаковоi довжини, причому бiльш довгий спрямований вперед i маi мiлкоперисту будову, а iнший, укорочений жгутик, простий (непiр'ястий), спрямований навскiс чи навiть у протилежну сторону. Хроматофори дрiбнi, пофарбованi в жовтувато-зелений колiр. Запасна речовина вiдкладаiться у видi олii.
Рiзноджгутиковi еволюцiонували вiд одноклiтинних форм до багатоклiтинних, втрачаючи при цьому рухливiсть у стадii талломов. Неклiтинна будоваяк тупа галузь еволюцii водоростей тут також маi мiсце i представлене ботридием, що живе по краях калюж i на сирому ТСрунтi. Вiн маi вид пухирця, витягнутого в нижнiй частинi в шийку, що, дихотомiчно розгалужуючи, утворить ризоiди для прикрiплення до ТСрунту. Ядра i хроматофори численнi. Ризоiди безбарвнi. При безстатевому розмноженнi утвориться безлiч зооспор. На сухому субстратi протопласт ущiльнюiться в ризоидах i утворить там цисти тАФ клiтини з товстою оболонкою, що зимують. Ботридий тАФ вiдмiнний приклад полярностi: верхнiй кiнець, виставляючи з води, випаровуi, а нижнiй усмоктуi.
Представником родини каулерповых i средземноморська каулерпа, морська водорiсть. Тiло ii неклiтинне, розчленоване, нагадуi стеблевые рослини. Ризоиды каулерпы походять на коренi; сланка по субстратi частина нагадуi повзуче стебло, на якому сидять великi пiр'ясто-лопатевi "листи". Сплiтаючи сланями, водорiсть iнодi утворить пiдвiднi заростi. Уся ця велика "клiтка", що досягаi величини 20 - 100 див, маi iдиний протопласт. "Стебло" росте одним кiнцем, як горизонтальне кореневище. Мiцнiсть тiла забезпечуiться товстою оболонкою i численними особливими поперечинами, що з'iднують протилежнi стiнки "клiтки" у рiзних напрямках. Поперечини мають вид балок, а не перегородок, так що порожнина залишаiться нерозмежованоi. Цитоплазма постенным шаром вистилаi оболонку i балки. Ядра i дрiбнi хроматофори численнi.1
Вегетативне розмноження в каулерпы вiдбуваiться обривками тiла. Статевий процес полягаi в тiм, що на "листах" ii формуються гаметангii, а в них изогаметы, що, вийшовши у воду, копулюють один з одним.
Перед утворенням изогамет вiдбуваiться редукцiйний розподiл. Безстатевого розмноження немаi.
Клас Сцеплянки.
Сцеплянки видiляються в самостiйну категорiю завдяки особливому способу розмноження i вiдсутностi жгутиковых стадiй. Серед сцеплянок iснують одноклiтиннi i колонiальнi нитчастi форми, при цьому одноклiтиннi форми переважно входять у сiмейство десмидиевых, а нитчстi тАФ у родинi зигнемових. Сцеплянки тАФ мешканцi прiсноводних басейнiв i торф'яних болiт. Тонка оболонка iхньоi клiтки утворить рiзнi частковi стовщення. Протопласт одноядерний, хроматофор у деяких дуже великий, з пиреноiдами. Вегетативне розмноження здiйснюiться розподiлом клiток. Хоча звичайнi гамети не утворяться, злиття протопластiв двох рiзних клiток (ймовiрно фiзiологiчно рiзностатевих) можна розглядати як статевий процес. РЖснюють три родини, тут будуть розглянутi два з них.
Родина Десмiдiiвi. Представником сiмейства десмидиевых може служити космарий - одноклiтинна водорiсть. Клiтка його маi посерединi глибоку перетяжку, що розчленовуi ii на двi симетричнi половини, з'iднанi мiж собою як би перешийком, у якому мiститься ядро клiтки. У цитоплазмi кожноi половинки тАФ хроматофори з великими пиреноидами в центрi. При розподiлi клiтини дочiрнi ядра розходяться, сполучний перешийок витягаiться i поперечно роздiляiться; клiтки стають самостiйними. Дiлянка, що залишилася, округляiться i розростаiться, у нього переходить частину цитоплазми i хроматофор. З'являiться оболонка, ядро розташовуiться посерединi нового паска. Таким чином, вiдновлюiться звичайна форма клiтки, що завжди складаiться з бiльш староi i бiльш молодоi половинок.
Статеве розмноження (кон'югацiя) вiдбуваiться таким чином, що в сполучному перешийку з'являiться бiчний копуляционный вирiст, у який перемiщаiться ядро з частиною цитоплазми. При зближеннi рiзностатевих клiток цi копуляцион-ные вирости зростаються своiми кiнцями, у мiсцi зрощення стiнки розсмоктуються, i утвориться загальний канал, через який протопласт однiii клiтки переповзаi в iншу. У результатi такого з'iднання виходить зигота, однак злиття ядер вiдразу не вiдбуваiться. Воно спостерiгаiться пiсля деякого перiоду спокою перед проростанням зиготи. При проростаннi зиготи утворяться двi особи, iншi два ядра вiдмирають. Розповсюджений космарий у торф'янистих водоймах, у ставках.
РЖнший представник родини десмiдiiвих - клостерiй. Клiтина його напiвмiсячноi форми, симетрична, посерединi розташоване ядро, по обидвi сторони вiд який маiться по одному хроматофорi з пиреноидами. Вакуолi утворюються на кiнцях клiтини. Оболонка щiльна, пофарбована в коричневий колiр. Розмножуiться розподiлом i статевим способом. Пiсля розподiлу на кожнiй з половинок починаi вiдростати вiдсутня половина клiтки, що вiдновлюi симетрiю. Таким чином, клiтка складаiться з бiльш староi i бiльш молодоi половини.
Статеве розмноження починаiться зi зближення двох клiток, що склеюються слизом; iз середини клiтин назустрiч один одному з'являються копуляцiйнi вирости, що стикаючись, утворюють загальний канал, де i вiдбуваiться злиття протопластiв, але без злиття ядер. Перед проростанням зиготи ядра зливаються, i ядро, що вийшло, пiддаiться редукцiйному розподiлу. З чотирьох ядер два вiдмирають, тому зигота даi двох особи, що, вийшовши з оболонки зиготи, здобувають нормальну напiвмiсячну форму. Зустрiч коштуючи клостерий у ставках, болотах.
Родина Зiгнемовi. Спiрогира i однiii iз самих розповсюджених у наших прiсноводних басейнах зелених водоростей iз родини зiгнемових. Довгi нитки рiзних талломов сплiтаються у великi клубки, утворять паетлi i сплетiння яскраво-зеленого кольору. Хроматофори мають вигляд широких спiральних стрiчок, що розташовуються в постiнном шарi цитоплазми i постачених численними пиреноiдами. Ядро залишаiться в центрi кожноi витягнутоi цилiндричноi клiтки, пiдтримуване тяжами цитоплазми.
Усi клiтиннi нитки здатнi подiлятися, забезпечуючи швидкий рiст нитки. Безстатеве розмноження невiдоме. Спiрогира розмножуiться вегетативно (обривками ниток) i статевим шляхом, способом кон'югацii. Пари гетероталомiчних ниток, зовнi подiбних, зближаiться паралельно, i в них назустрiч один одному в окремих клiтинах утворяться копуляцiйнi вирости. Стуляючи, цi вирости утворять загальний канал (пiсля розчинення перегородок); протопласт iз клiтки однiii нитки, очевидно чоловiчий, переповзаi в iншу клiтку, де i вiдбуваiться злиття. Зигота спiрогiри при проростаннi подiляiться редукционно, виникають чотири клiтки, з яких виживаi тiльки одна, котра i даi початок новоi особи, так що нащадок iдиний.
Клас Хари (лучицi).
Серед зелених водоростей вiдособлене положення займають прiсноводнi харовi, чи лучицi, що володiють порiвняно високою органiзацiiю. Вони ростуть густими тендiтними дернинками на днi спокiйних чистих вод, звичайно прiсних, i мають властивiсть зм'якшувати твердi води. Таллом харовых водоростей багато клiтинний. "Стеблинка" досягаi декiлькох десяткiв сантиметрiв, роздiлений вузлами на мiжвузля, кожне з який у периферичнiй частинi багатоклiтинне, а середня частина складаiться лише з однiii великоi разрiсшоiся клiтини. У вузлах мутовчато розташованi променеподiбно розбiжнi короткi "гiлочки", що у свою чергу гiлкуються. На верхiвцi знаходиться iнiцiальна верхiвкова клiтина, завдяки розподiлам якоi вiдбуваiться рiст водоростi. У нижнiй частинi стебла знаходяться ризоди.
Розмноження вегетативне i статеве. Вегетативне розмноження нагадуi утворення кореневищ. З вузлiв, найближчих до ТСрунту, виникають сланкi "утечi", що впроваджуються в субстрат ризоидами й утворять новi "стебла". На ризоидах можуть виникати "клубеньки", що утворяться з однiii клiтки, що розростаiться, у которон вiдбуваiться вiдкладення вторинного крохмалю. Крохмалистi "клубеньки" можуть утворюватися також i на надземних вузлах. Усi цi клубеньки здатнi давати новi "утечi".
Безстатевого розмноження хари не мають. Статевий процес согамный. Оогоний i антеридiй розвиваються на вузлах бiчних гiлочок. Види лучицi бувають однодомнi й iнодi дводомнi. Оогоний специфiчний, сидить на нiжцi i носить особлива назва яйцепочки. Велика яйцеклiтина в оогонии захищена одношаровим покривом з п'яти довгих звитих трубчастих клiток, що обмотують яйцеклiтину. Нагорi до кiнцiв цих клiток примикають короткi, променисто розташованi клiтинки, що утворять коронку. Пiд яйцеклiтиною якийсь час зберiгаються три клiтки, що дегенерують, виниклi при редукцiйному розподiлi.1
Антеридiй червоного кольору, з укороченою нiжкою знаходиться по сусiдству i нахилений донизу (коричнювата яйцепочка звернена догори). В антеридii розвиваються особливi багатоклiтиннi спермагенные нитки; iз клiток цих ниток розвиваються спиралыю звитi сперматозоiди. Потрапивши у воду, вони проникають в оогонии через отвiр у центрi коронки. Зигота, називана ооспорой, з мiцною оболонкою, маi до проростання деякий перiод спокою.
Зеленi водоростi представляють дуже полiморфний тип, куди входять одноклiтиннi, колонiальнi i багатоклiтиннi види. Таллом багатоклiтинних в одних видiв тАФ простий, неветвящийся, в iнших тАФ сильно ветвящийся. У цей же клас входять види з многоядерными клiтками i, нарештi, види, як прийнято говорити, "неклiтинноi будiвлi", начебто сильно розчленованоi каулерпы.
Вольвоксовые у вегетативному станi ще рухливi. У протококковых ми вже спостерiгаiмо вiдсутнiсть рухливостi у вегетативному станi. В улотриксовых помiтний новотвiр у видi багатоклiтинного таллома з верхiвковою iнiцiальною клiткою; рухливiсть у вегетативному станi отсутствует, але ризоидов ще нi, i водорiсть прикрiплюiться безбарвною базальною клiткою. Полярнiсть таллома рiзко визначаiться: верхiвкова клiтина перетворюiться в крапку росту, базальна клiтка тАФ в орган прикрiплення до субстрату.
В iнших порядкiв помiчаiться окрема лiнiя еволюцii у видi неклiтинноi будiвлi. Однак цi форми мiнливостi не одержали поширення. Зате багатоклiтинний таллом з одноядерними клiтками, з розгалуженням, що дозволило сильно збiльшити поверхня для харчування, з утворенням ризоидов, "клубеньков" (як у харовых). виявився в процесi добору доцiльно улаштованим тiлом.
Редукцiйний розподiл у багатьох вiдбуваiться в зиготi. В iнших iснуi вже iзоморфна змiна поколiнь, редукцiйний розподiл перенесений на стадiю спорообразования (перед утворенням зооспор), що забезпечило бiльше число нащадкiв, у деяких редукцiя маi мiсце перед утворенням гамет.
Статевий процес у зелених водоростей еволюцiонував вiд iзогамii до гетерогамii i, нарештi, до оогамii. Особливим способом розмноження i зигогамiя, властива спiрогирi й iншим зигнемовим. Цей спосiб вiдомий i в деяких грибiв.
Пiдвiддiл Дiатомовi водоростi.
Дiатомовi - одноклiтиннi водоростi, що живуть чи поодиноко колонiями в морських i прiсних водах. РЗх вiдомо близько 6 000 видiв, i вони складають поряд з пофарбованими жгутиковыми головну масу фiтопланктону. Це мiкроскопiчнi органiзми жовто-бурого кольору (тому що хлорофiл маскуiться iншим пiгментом-дiатомiном), з пектиновою клiтинною оболонкою, верхнi шари якоi перетворюються в мiцний панцир завдяки сильному iнкрустуванню кремнеземом. Пiсля вiдмирання клiток уламки панцирiв зберiгаються i великi скупчення iх утворять у земнiй корi товщi трепелiв (гiрське борошно).1
Панцир складаiться з двох стулчастих половинок (эпитеки i ги-п про тiк i), що насаджуються одна на iншу, як кришка на коробку. Цi стулки мають рiзноманiтнi рельiфнi стовщення, що спадково передаються, котрi служать кращою морфологiчною ознакою для класифiкацii дiатомових. З вузькоi сторони клiтки частини стулок називаються пасками. Стулки на широкiй сторонi мають вузькi щiлини, що прорiзають стулку по довжинi вiд одного кiнця до iншого, що називаються швами. Вони служать для газообмiну, для надходження речовин в. клiтку i для пересування завдяки тому, що струм цитоплазми випробуi тертя об частки навколишньоi води. На кiнцях i в середнiй частинi щiлини маються стовщення у виглядi кружечкiв. Клiтка одноядерна, iз двома пластинчастими хроматофорами.
Розмножуються дiатомовi шляхом розподiлу, але дуже своiрiдно. Розподiл вiдбуваiться в площинi паска, при цьому протопласт розбухаi, i стулки розходяться. Дочiрнi клiтки одержують: одна тАФ материнську эпитеку, iнша тАФ гипотеку; iншу половину кожна з дочiрнiх клiток добудовуi сама. Гипотека, отже, перетворюiться тепер у эпитеку для новоi стулки. З кожним новим розподiлом клiтки усе бiльше i бiльше будуть дрiбнiти. Здрiбнювання доходить до деякоi межi, пiсля чого вiдбуваiться утворення ауксоспор (спора росту). Протопласти вивiльняються зi стулок i попарно копулюють, утворити ауксоспору, що швидко росте, що видiляi поступово на своiй поверхнi кремiннi вiдкладення. Панцир, що утворився, обмежуi подальше розростання клiтки. Пiсля вiдновлення нормальноi величини клiтини знову починаiться ii здрiбнювання. Статевий процес, як бачимо, почасти нагадуi кон'югацiю в сцеплянок.
Дiатомовi подiляються на два класи: Двостороннiх i Радiальних. Першi вiдрiзняються моносимметричною будовою, другi мають променисту симетрiю тiла.
Типовим представником перших може служити пиннулярiя зелена, що маi трохи веретеноподiбну з боку стулки форму. Малюнок на кiнцях стулок маi як би пiр'ясте розташування деталей.
Роздiл 2. Вiддiл синьозеленi водоростi
2.1 Загальна характеристика вiддiлу
Синьозеленi водоростi примiтивнi по своiй органiзацii. РЗх важко зв'язати з яким-небудь iншим класом водоростей. Вони в бiльшостi i одноклiтинними органiзмами, що звичайно з'iднуються в колонii. У деяких клiтки з'iднанi в так званi ценобii, даючи зовнiшню картину багатоклiтинностi. Багато з них мають i дiйсну нитчасту багатоклiтиннiсть
Тип включаi одноклiтиннi, колонiальнi i нитчастi форми, що характеризуються особливою будовою клiтки, позбавленоi типового ядра i типових хроматофорiв. Клiтина одягнена оболонкою, часто легко ослизнiлою, пiд якою розташовуiться протопласт, як правило, позбавлений вакуолею з клiтинним соком. У протопластi розрiзняють периферичну зафарбовану частину - хроматоплазму i центральну безбарвну частину - центроплазму. Рiзкоi мiжi мiж хроматоплазмой i центроплазмой встановити не можна. Хроматоплазма мiстить пiгменти: хлорофiл, каротин, ксантофiл, фiкоциан (синього кольору) i фiкоеритрин (червоного кольору). Рiзне спiввiдношення цих пiгментiв обумовлюi рiзне забарвлення водоростей вiд типовоi снньозеленоi до жовтоi i навiть червонуватоi.
Цитоплазма завжди пофарбована в периферичнiй частинi, центральна ж частина ii безбарвна. Фарбування цiii периферичноi частини дуже рiзноманiтна - темно-зелена, жовто-зелена, синювато-лiлова, i визначаiться спiввiдношенням рiзних пiгментiв: хлорофiлу, фикоциана (специфiчного для синьозелених водоростей), каротину, якогось червоного пiгменту, близького до фикоэритрину, i iн. Цi пiгменти знаходяться прямо в цитоплазмi, тому що пластид немаi. Пофарбована периферична зона протопласта зветься хроматоплазма. Центральна частина безбарвна i називаiться центроплазмой. Дiйсне оформлене ядро вiдсутнi, але дифузiйний ядерний матерiал i наявнiсть у ньому ДНК установленi. Запасною речовиною i полисахарид глiкоген, характерний для грибiв.
Електронно-мiкроскопiчнi дослiдження показали, що в хроматоплазме знаходяться субмiкроскопiчнi ламели, що зовсiм вiдсутнi в безбарвнiй центроплазме. Таким чином, хроматоплазма виявляi подiбнiсть iз хлоропластами вищих рослин i з хроматофорами iнших водоростей, пiгменти яких теж пов'язанi iз субмiкроскопiчною ламелярною системою.
Синьозеленi водоростi взагалi аеробнi органiзми. Вони здатнi до синтезу вуглеводiв, але використовують також i органiчнi речовини, що розпадаються.
Живуть вони переважно в прiсних i часто морських водоймах, багатих органiчними сполуками. РЗх можна знаходити в достатку i на сушi - на берегах водойм, у ТСрунтах i на поверхнi ТСрунтiв. Вони першими заселяють безструктурнi мiнеральнi ТСрунти i разом з бактерiями пiдготовляють цi ТСрунти для освоiння iхнiми iншими рослинами. У слизу, який видiляiться синьозеленими водоростями, що живуть у ТСрунтi, поселяються азотусвояющие бактерii, але i самi синьозеленi водоростi (багато хто з них) здатнi засвоювати атмосферний азот.1
Центроплазма служить мiсцем локалiзацii дезоксирибонуклеопротеiдiв (ДНК) i в такий спосiб може порiвнюватися з клiтинним ядром, однак ядерна оболонка i ядерця вiдсутнi. Запаснi речовини представленi глiкогеном, волютином, циано-фiциновими зернами. Клiтки планктонних синьозелених водоростей протягом усiii вегетацii, а в бентосних форм лише у визначенi моменти життiвого циклу мiстять псевдовакуолi, чи газовi вакуолi, порожнини, наповненi газом. Джгутиковi стадii в життiвому циклi вiдсутнi, статевий процес не спостерiгаiться. Розмноження здiйснюiться розподiлом клiток i розпадом нитчастих форм на окремi дiлянки. Багато з них утворюють спори. Поширенi в прiсних водах, у морi, на ТСрунтi.
Розмножуються синезеленые водоростi переважно шляхом розподiлу клiтин; збагаченi новими клiтинами, колонii часто не розпадаються. В нитчастих форм спостерiгаiться утворення гетероцист тАФ великих порожнiх клiтин, що утворяться на рiзних вiдстанях по довжинi нитки; вони викликають розпадання нитки на вiдрiзки з живих клiтин, що були укладенi мiж гетероцистами; цi вiдрiзки називаються гормогонiями i служать для розселення i розмноження.
Статеве вiдтворення вiдсутнi. Спори утворюються у багатьох видiв шляхом перетворення в них звичайних вегетативних клiток. Оболонки iх товстi, що забезпечують схороннiсть живого вмiсту.
У найпростiших синезеленых водоростей, поiднуваних у клас хроококковi, розмноження, як правило, вiдбуваiться шляхом розподiлу клiтини навпiл. При цьому в одних форм клiтини пiсля розподiлу роз'iднуються, а в iнших залишаються зв'язаними загальним слизом у колонii. Прикладом останнiх можуть служити пологи глеокапса, мiкроцистиса i мериомопедiя.
2.2 Класифiкацiя вiддiлу синьозеленi водоростi
Клас Хроококковi
Рiд глеокапсу характеризуiться звичайно кулястими клiтками й особливою будовою слизу. Коли материнська клiтина, одягнена широкою слизуватою обгорткою, подiляiться i навколо дочiрнiх клiтин утворяться своi ослизнiлi оболонки, то студенистий шар материнськоi клiтини не розпливаiться, а як i ранiше оточуi обидвi дочiрнi клiтини з iх уже власними слизуватими капсулами. Подальшi розподiли, при яких слизуватi оболонки всiх поколiнь зберiгаються, приводять до виникнення складноi системи вставлених один в одного слизуватих оболонок, чи слизуватих мiхурiв. У багатьох видiв глеокапси слиз може бути пофарбований в яскраво-червоний, жовтий, синiй i фiолетовий кольори. Однi види глеокапсу (звичайно з безбарвним слизом) поширенi у водi, iншi (переважно з пофарбованим слизом) зустрiчаються на сушi: на вологих каменях, скелях, стiнах, утворюючи на них нальоти i скоринки.
Рiд мiкроцистис. Це мiкроскопiчнi, здебiльшого безформеннi грудочки слизу, у яку занурена маса безладно розташованих дрiбних кулястих клiток. Обриси слизу цiii колонii можуть бути виразними чи бiльш-менш розмитими.
Представники цього роду тАФ види, надзвичайно широко поширенi в планктонi стоячих i повiльно проточних водах i часто викликають ii "цвiтiння", клiтини пiд мiкроскопом здаються майже чорними через присутнiсть у них газових вакуолею. Завдяки цим вакуолям колонii спливають на саму поверхню води, утворюючи на нiй маслянистий грязно-зеленуватий налiт. Колонii цього виду часто приймають вигадливi обриси, варiюючи вiд кулеподiбних форм до нитковидних, причому iнодi в слизi виникають отвори, так що колонii стають бiльш-менш продiрявленими чи навiть сiтчастими.
Рiд мерисмопедiя утворить мiкроскопiчнi плоскi слизуватi таблички, у яких клiтини, звичайно зближенi по чотири, розташовуються в один шар. Колонii квадратнi, прямокутнi чи дещо неправильних обрисiв. Мерисмопедiя зустрiчаiться найчастiше в стоячих водоймах мiж iншими чи водоростями вiльно парить у планктонi.1
Клас Гормогонiiвi
До нього вiдноситься бiльшiсть нитчастих синьозелених водоростей.
Рiд осциляторiя. Численнi види цього роду часто утворять синьо-зеленi плiвки, що покривають вологу землю пiсля дощу, пiдводнi предмети i рослини, затягують мулисте дно i поверхню води чи плавають у виглядi товстих шкiрястих коржiв на поверхнi стоячих водойм, звичайно iз дуже забружненою водою. Дуже часто осциляторii рясно розвиваються в старих змiшаних культурах водоростей, де вони зберiгаються протягом дуже тривалого часу. Тому осциляторiю в будь-яку пору року можна мати в живому станi, не прибiгаючи до одержання i пiдтримки альгологiчних чистих культур (останнi, звичайно, теж не лишни).
Осциляторiя являi собою довгi нитки, здебiльшого синьо-зеленого кольору. Спостерiгаючи за кiнцем нитки осциллатории пiд мiкроскопом, можна помiтити, що вiн раптово повертаiться в одну сторону, потiм через деякий промiжок часу -
Вместе с этим смотрят:
G-белки и их функция
Австралопитеки - обезьянолюди или человекообезьяны?
Адаптация микроорганизмов в экстремальных условиях космоса
Адвентивна флора Чернiгiвськоi областi: iсторiя формування та сучасний стан
Адсорбция ионных и неионных поверхностно-активных веществ (ПАВ)