1. Моя освіта – реферати, конспекти, доповіді
  2. Біологія
  3. Будова і життєдіяльність одноклітинних водоростей

Будова і життєдіяльність одноклітинних водоростей

Будова і життєдіяльність одноклітинних водоростей. Розмноження водоростей. Нитчасті водорості. Значення водоростей у природі та господарстві

Водорості виявляються повсюдно у всіх придатних для життя місцепроживання. У прісноводних водоймах водорості найчастіше мають мікроскопічні розміри, але в морях зустрічаються водорості, що досягають десятків метрів у довжину. Мешкають водорості у водоймах будь-якого типу, але деякі пристосувалися до життя на суші (у грунті і на її поверхні, на каменях і скелях, стовбурах дерев і т. Д.). Одні з них вільно (активно чи пасивно) переміщуються в товщі води, інші ведуть прикріплений спосіб життя.

Водорості – це різнорідна в таксономічних відношенні група організмів, які виникли і еволюціонували незалежно один від одного. Водорості – це фотосинтезуючі організми, що виділяють кисень, які мешкають переважно у воді. Тіло водоростей представлено талломом, або слоєвіщем, а не поділяється на багатоклітинні вегетативні органи. Для водоростей характерні одноклітинні органи розмноження (спороношения і статевого розмноження). В даний час ця група об’єднує приблизно 35-40 тисяч видів.

За будовою тіла водорості діляться на одноклітинні, колоніальні і багатоклітинні. Клітини багатьох водоростей за своєю будовою схожі на рослинні, тобто у них є клітинна стінка, вакуоль з клітинним соком і хлоропласти, які у водоростей називаються хроматофорами. У хроматофорах знаходяться пігментні системи, до складу яких входять хлорофілли і каротиноїди. Комбінації цих пігментів обумовлюють забарвлення талломов водоростей. Деякі водорості втратили здатність до фотосинтезу і повністю перейшли на гетеротрофний тип харчування.

Розмноження у водоростей може відбуватися трьома способами: вегетативним (розподіл клітини навпіл, фрагментами колоній і ниток, спеціалізованими структурами), безстатевим (рухливими зооспорами і нерухомими апланоспорами) і статевим шляхом за участю гамет. Статевий процес у водоростей буває трьох типів: изогамия, при якій відбувається злиття рухливих гамет однакових за розміром і формою; гетерогамия, при якій зливаються рухливі гамети, що мають однакову форму, але відрізняються за розмірами; оогамія, коли зливається нерухома велика жіноча гамета (яйцеклітина) з дрібним рухливим сперматозоїдом. Окремим типом статевого процесу є кон’югація. При кон’югації зливаються протопласти двох гаплоїдних вегетативних клітин і утворюється диплоидная зигота.

Будова і життєдіяльність одноклітинних водоростей можуть бути розглянуті на прикладі хламідомонади і хлорели.

Хламідомонада – зелена водорість, яка мешкає в калюжах і інших дрібних водоймах. За формою клітини ця водорість нагадує краплю. Зовні клітина хламідомонади покрита клітинною стінкою, що складається з пектину. Водорість пересувається у воді за допомогою двох однакових джгутиків, розташованих на передньому кінці клітини. Більшу частину клітини займає чашоподібний хроматофор. Ближче до переднього кінця в ньому розташований червоне вічко, який сприймає світло. У хроматофорі відбувається процес фотосинтезу і відкладається запасний полісахарид – крохмаль. У цитоплазмі клітини розташоване ядро і дві скоротливі вакуолі. Вакуоль з клітинним соком у хламідомонади відсутня. Розмноження у хламідомонади безстатеве і статеве. Безстатеве розмноження здійснюється за допомогою зооспор, які формуються всередині материнської клітини. Найчастіше формується 2-4-8 двужгутіковие зооспор, кожна з яких після виходу в воду доростає до розмірів дорослої особини. При статевому розмноженні під оболонкою материнської клітини утворюються двужгутіковие гамети, які попарно зливаються і утворюють зиготу. Зигота покривається товстою оболонкою і зимує. Навесні ядро в ній мейотіческі ділиться, і в результаті формуються чотири молоді гаплоїдні хламідомонади. Таким чином, більша частина життєвого циклу хламідомонади протікає в гаплоидной стадії, диплоидной у неї є тільки зигота.

У прісних і солоних водоймах, а також в грунті і на її поверхні зустрічається одноклітинна зелена водорість хлорела. Її клітина має кулясту форму, покрита щільною целюлозної оболонкою. У цитоплазмі знаходиться ядро і великий чашоподібний хроматофор. Хлорела розмножується тільки безстатевим шляхом за допомогою округлих нерухомих апланоспор. Хлорела – зручний об’єкт для наукових досліджень, з її допомогою активно вивчаються багато процесів, що відбуваються в фотосинтезирующих клітинах. Її використовували на космічних кораблях для регенерації повітря та утилізації органічних залишків у замкнених системах життєзабезпечення.

Представниками нитчастих водоростей є улотрикс і спірогіра.

Нитчатая зелена водорість улотрикс мешкає переважно в прісних водоймах і утворює зелений наліт на підводних предметах. До субстрату нитка улотрикса прикріплюється за допомогою однієї безбарвною базальною клітини (ризоидов). Нитки улотрикса не галузиться і складаються з коротких однакових клітин. У цитоплазмі клітини розташоване ядро і хроматофор у вигляді незамкнутого кільця. Велика частина клітини зайнята вакуолью з клітинним соком. Розмножується улотрикс вегетативним, безстатевим і статевим шляхом. Четирехжгутіковие зооспори формуються всередині клітин улотрикса, виходять у воду, плавають, потім прикріплюються до підводних предметів і починають ділитися, формуючи нові нитки. В результаті першого поділу утворюються дві різноякісні клітини: одна безбарвна (ризоидов), інша зелена. При розподілі останньої відбувається наростання нитки тіла водорості. При статевому розмноженні в клітинах утворюються двужгутіковие гамети. Статевий процес ізогамний. Вийшовши з материнської клітини, гамети зливаються у воді, утворюючи четирехжгутіковую зиготу, яка, проплававши певний час, одягається оболонкою. Після періоду спокою в зиготі в результаті мейотичного поділу формуються 4 гаплоїдних зооспори, які після виходу в воду проростають у нові нитки. Таким чином, більшу частину життєвого циклу улотрикс проводить в гаплоидном стані, диплоидна у нього тільки зигота.

Інша широко поширена зелена нитчатая водорість – спірогіра утворює скупчення зеленої твані у прісних водоймах. Нитки її не галузиться, складаються з великих циліндричних клітин, одягнених целюлозної оболонкою і слизом. В центрі клітини распложена велика вакуоль з клітинним соком, в якій на цитоплазматических нитках підвішене ядро. Хроматофор спірально закручений. В одній клітці можуть бути кілька хроматофоров. Розмножується спірогіра вегетативним (при розривах ниток) і статевим способом. Статевий процес у спірогира протікає по типу кон’югації. При цьому зливається вміст вегетативних клітин двох поруч розташованих ниток. Утвориться диплоидная зигота одягається оболонками і перетворюється в зимуючу стадію. Навесні ядро зазнає мейотическое розподіл, три гаплоїдних ядра відмирають, і виростає тільки одна нова гаплоидная нитка спірогира.

Водорості, які живуть у морях, можуть бути одноклітинними, колоніальними і багатоклітинними. Найбільш великі талломи мають бурі, червоні та зелені водорості. Бурі водорості є багатоклітинними організмами з жовто-бурим забарвленням, яка обумовлена наявністю великої кількості жовтих і бурих пігментів. Найбільш густі зарості бурі водорості утворюють до глибини 15 м, хоча можуть заходити і до глибини 40-100 м. У північних і помірних широтах виростає одна з найпоширеніших бурих водоростей – ламінарія, або морська капуста, таллом якої може досягати в довжину 20 м. В її талломе міститься багато амінокислоти метіоніну, йоду, вуглеводів, мінеральних речовин і вітамінів, за змістом яких вона може перевершувати багато овочів і кормові трави. В життєвому циклі ламінарії відбувається чергування безстатевого і статевого поколінь. Цю водорість культивують в північних морях Росії і країнах Південно-Східної Азії.

Червоні водорості, або багрянки, в основному мешкають в морях. Вони називаються так через забарвлення талому, яка змінюється в залежності від співвідношення пігментів від темно-малинового, рожевого до блакитно-зеленого чи жовтого кольору. Наявність червоного пігменту дозволяє червоним водоростям мешкати на великих глибинах (до 200 м). Це самі глибоководні водорості. Їх багатоклітинні слоевища мають вигляд гарних сложнорассеченних пластинок, іноді кущиків, що нагадують корали, але деякі представники можуть складатися з єдиної клітини або утворювати колонії. До складу клітинної стінки червоних водоростей крім целюлози входить агар. Багато багрянки їстівні.

Значення водоростей у природі та господарстві різноманітне. Водорості здатні синтезувати органічні речовини з неорганічних у процесі фотосинтезу. У водних екосистемах вони найчастіше виконують роль продуцентів, тобто несуть ту ж функцію, що і зелені рослини на суші. Це початкова ланка в ланцюгах харчування.

У процесі фотосинтезу вони виділяють велику кількість кисню. Кисень розчиняється у воді і використовується для дихання іншими організмами.

Зарості водоростей служать місцем проживання, укриття і розмноження багатьох тварин, тобто водорості формують різноманітні водні біотопи.

При настанні сприятливих зовнішніх умов деякі водорості здатні масово розмножуватися і викликати цвітіння води. Зелене цвітіння води в канавах, калюжах і ямах найчастіше обумовлено розмноженням евгленовие водоростей. Великої шкоди рибальству наносять червоні припливи – цвітіння морів, викликане низкою мікроскопічних одноклітинних водоростей (звідси назва – Червоне море). Водорості, що викликають «червоні припливи», виділяють речовини, токсичні для тварин і людини.

Грунтові водорості беруть участь у формуванні структури грунту, забезпечують частково її родючість, насичують грунт киснем, беруть участь у формуванні ряду гірських і осадових порід.

Водорості вступають у різні відносини з іншими організмами, наприклад, є внутрішньоклітинними симбионтами деяких безхребетних (найпростіших, губок, кишковопорожнинних). З грибами входять до складу лишайників – особливий тип симбіотичних організмів. Зустрічаються і водорості-паразити, різною мірою залежні у своєму харчуванні від господаря. Водорості можуть паразитувати на інших водоростях, на вищих рослинах, на безхребетних тварин.

Водорості широко вживають в їжу (види роду порфіру, ламінарія). Ряд видів успішно культивують.

Червоні водорості використовують для отримання агару. Він володіє желирующими властивостями і використовується для виготовлення желе, пастили, суфле, ряду цукерок та інших продуктів, а в мікробіології для готування середовищ, на яких вирощуються мікроорганізми.

Бурі водорості – єдине джерело отримання альгинатов – з’єднань альгінової кислоти, які використовують у харчовій промисловості.

Ряд водоростей (ламінарії, фукуси, аськофіллум) йде на корм худобі та отримання добрив.

Водорості застосовуються в медицині при лікуванні ряду захворювань. В останні роки препарати з водоростей застосовують для виведення радіонуклідів.

Деякі водорості використовують як індикаторних організмів для визначення ступеня забруднення водойм. Використовують їх і для очищення стічних вод.

Багато водорості служать хорошими модельними об’єктами для наукових досліджень.

ПОДІЛИТИСЯ:

Дивіться також:
Розповідь про песця