Что такое водоросли

Водоросли – это особая группа одноклеточных или многоклеточных организмов, обитающих преимущественно в водной среде. Это довольно обширная группа низших растений. Среда обитания их настолько велика, что найти можно везде, как в океанах, так и в морях, озёрах, реках, прочих водоёмах, на влажной почве и даже коре деревьев.

Водоросли — это, как одноклеточные простейшие организмы, так и многоклеточные колониальные. Оболочки многоклеточных водорослей состоят из целлюлозы, которые присоединяются друг другу с торца.

Корневая система у них отсутствует. Вместо этого, водоросли прикрепляются к поверхности при помощи специальных отростков – ризоидов.

Водоросли – это главный источник органики на всей Земле. Практически все пищевые цепи начинаются именно с них. Более того, они служат источником питания для многих обитателей водной среды.

Также водоросли пригодны для изготовления удобрений, корма для животных, ну и, конечно же, могут употребляться в пищу человеком.

Происхождение водорослей

До сих пор нет единого мнения о происхождении водорослей и их точном возрасте из-за того, что этот вид организмов представлен большим разнообразием. Более того, не сохранилось ни единого примера ископаемых образцов и невозможно установить, какие этапы эволюции этот вид организмов прошёл.

Биологи всего мира убеждены в том, что ни одно растение в мире не сравнится с целебной силой морских водорослей, так как существует теория о зарождении жизни в море, а значит, именно в них содержится уникальный биологический состав.

Однако существует мнение, что зелёные и жёлтые водоросли появились на Земле около 3 млрд лет назад. Вначале они возникли в виде одноклеточных и лишь потом колониальных. И именно появление этого вида организмов привело к формированию на Земле кислородной атмосферы и озонового слоя, что впоследствии привело к зарождению жизни. Около миллиарда лет назад появились многоклеточные сложные водоросли.

Виды водорослей

Современной биологии известны более 30 тысяч видов водорослей. Однако все их можно объединить в особые группы:

1. Эвгленовые или одноклеточные. Самые маленькие водоросли.
2. Пирофитовые водоросли, мембрана которых состоит из целлюлозы.
3. Диатомеи. Они состоят из клеток с так называемым двойным панцирем.


4. Золотистые водоросли. Здесь возможно встретить как одноклеточные, так и многоклеточные, однако все они пресноводные золотистого или буро-жёлтого цвета.
5. Жёлто-зелёные. Их очень часто объединяют с предыдущей группой.
6. Зелёные. Их можно обнаружить невооружённым глазом, например, на коре деревьев.
7. Харовые водоросли. Это уже многоклеточные водоросли, которые нередко объединяются с зелёными. Высота стебля колеблется от 2,5 см до 10 см.
8. Красные водоросли. Так называются из-за присутствия в их составе особого элемента – фитоэритрина, который и окрашивает их в красный цвет. Обитают эти водоросли преимущественно на большой глубине в морях.
9. Бурые водоросли. Самый совершенный вид. Обитают они на большой глубине и способны создавать заросли, такие, например, как в Саргассовом море. Ризоиды у них плотно прикреплены к поверхности, так что оторвать их практически невозможно.

Распространение водорослей в природе

По способу существования водоросли делятся на две большие группы: это водные и живущие на суше – вне воды.

В свою очередь, водные можно поделить на несколько категорий:

1. Планктонные. Находятся в воде в подвешенном состоянии. При этом абсолютно приспособлены к такому образу жизни.
2. Бентические. Обитают на дне водоёмов.
3. Перифитонные. Обитают на подводных скалах, обрастают глубоководные предметы.
4. Нейстонные. Этот вид водорослей плавает в полупогруженном состоянии. Одна часть находится над поверхностью воды, другая обязательно должна быть погружена в воду.

Водоросли, живущие суше, делятся на две подгруппы:

1. Аэрофитон. Водоросли, которые обрастают наземные предметы, поваленные объекты, пни.
2. Водоросли, растущие на поверхности почвы.

Помимо вышеуказанных видов, встречаются такие, которые живут в солёных водоёмах, на снегу или льду, а также обитают в известняковом субстрате.

Каким образом размножаются водоросли

Давайте разбираться с основным вопросом статьи. В природе водоросли размножаются тремя способами. Каждый из них имеет свои особенности.

1. Водоросли размножаются вегетативно. Это такой способ размножения, при котором взрослая особь делится надвое или, например, происходит отделение почки от материнского тела. Затем вновь образованные клетки делятся на две и четыре клетки, из которых впоследствии вырастает взрослая водоросль.
2. Бесполое размножение. Такой вид, при котором внутри клетки водоросли происходит деление протопласта, с последующим его выходом наружу и отделением от материнской клетки.
3. Водоросли размножаются спорами, которые образуются в специальных органах — спорангиях.
4. Половое размножение. Заключается в слиянии двух клеток, гамет, в результате чего появляется зигота, которая впоследствии вырастает в новую особь или даёт зооспоры. Причём зиготы различных водорослей после своего образования ведут себя по-разному. У одних они впадают в период покоя, который может длиться до нескольких месяцев. А другие же прорастают сразу в новый слой или слоевища.

Примечательно то, что каждый вид водорослей размножается по-разному. Этот вопрос изучает школьная программа. И часто ученики слышат вопрос от учителя: «Как размножаются водоросли? Опишите размножение водорослей.» Ответить на него просто, если изучить материал подробно.

Когда водоросли размножаются бесполым путём. Виды бесполого размножения

Это наиболее простой вариант. Бесполым путём или вегетативно водоросли размножаются преимущественно только в благоприятных для них условиях. Это значит, когда вода в водоёме имеет определённую температуру и условия максимально способствуют бесполому размножению.

Если же в водоёме или окружающей среде происходят резкие перепады температур, загрязнение или переполнение обитателями, в этом случае водоросли приступают к половому размножению.

Бесполое размножение можно поделить на несколько видов:

1. Водоросли размножаются вегетативно – происходит разделение вегетативных клеток.
2. Споруляция. Или по-другому водоросли размножаются с помощью специальных клеток. Эти клетки носят название споры.

Когда водоросли размножаются бесполым путём, существует лишь один родитель, от которого наследуются все существующие геномы. Но в случае мутаций, генетический материал может значительно измениться.

Зачастую один организм может размножаться как бесполым путём, так и вегетативным.

Вегетативное размножение водорослей

Вегетативное размножение характерно в большинстве случаев для бурых водорослей.

При этом способе размножения части водоросли (талломы) отделяются от существующих, без каких-либо изменений, а образованные новые клетки получают в наследство часть материнской оболочки.

Вегетативно могут размножаться как одноклеточные, так и многоклеточные водоросли. Причём у одноклеточных клетка делится на две, а у многоклеточных отделение происходит пластами или целыми слоевищами, колониями. У нитчатых водорослей вегетативный способ размножения происходит путём разделения нитей на их отдельные фрагменты.

При этом не все водоросли из отряда колониальных представителей могут размножаться вегетативно, так же как и у одноклеточных наряду с вегетативным способом размножения может существовать и половой путь.

Бурые водоросли, как уже говорилось выше, размножаются именно этим способом, при помощи специальных выводковых веточек. Аналогичным способом размножаются все виды саргассов в Саргассовом море.

Размножение спорами

Помимо вегетативного размножения водоросли размножаются с помощью спор. Это определённый подвид бесполого размножения.

Споры образуются в специальных органах, так называемых спорангиях или зооспорангиях. При рассеивании спора начинает прорастать и затем образуется новая взрослая самостоятельная особь.

Подвижные споры со жгутиками, способные к передвижению, называют зооспорами.

Вариант бесполого размножения спорами можно рассмотреть на примере такой водоросли, как улотрикс. В благоприятных для нее условиях жизни от существующей материнской нити отделяются её фрагменты, которые содержат споры. Они плавают в свободном состоянии, затем, прикрепившись к подводному предмету, начинают активно делиться и образуют новую нить водоросли. Нужно заметить, что этот вид водоросли может одновременно размножаться как бесполым путём, так и половым.

Замечено, что можно простимулировать образование спор у некоторых видов нитяных водорослей, для этого в среде обитания должно произойти повышение углекислоты.

Функцию бесполого размножения в этом случае выполняют особи под названием спорофиты, то есть образующие споры.

Половой путь размножения

Помимо вышеперечисленных способов водоросли размножаются половым путём. Он характеризуется, прежде всего, оплодотворением, то есть слиянием двух клеток — гамет. После этого образуется зигота, которая впоследствии и становится родоначальницей нового организма.

У водорослей существует несколько способов полового размножения:

1. Изогамия – подразумевает под собой слияние двух одинаковых по размеру и строению гамет.
2. Гетерогамия. Так называют слияние двух гамет, при которой одна больше другой. Причём та, которая больше размером, как правило, женская.
3. Оогамия. При этом способе размножения происходит слияние малоподвижной женской клетки с подвижной мужской гаметой.
4. Конъюгация. Под этим понятием подразумевают такой тип размножения, при котором происходит соединение двух вегетативных клеток, лишённых жгутиков.

У примитивных водорослей одна и та же особь способна как половому, так и бесполому размножению. У наиболее развитых функцию выполняют особи под названием гаметофиты, то есть образующие гаметы.

Примеры размножения водорослей

Примером вегетативного размножения водорослей может послужить фукус. На главном его талломе образуются дополнительные аналогичные по строению талломы, которые впоследствии дают начало новому организму.

Бесполое размножение, то есть деление на две клетки, можно наблюдать у эвглены.

Хламидомонада – это водоросль, размножение которой происходит как половым путём, так и бесполым, при помощи спор (зооспор), имеющих жгутики.

Другим примером полового размножения могут служить бурые водоросли, такие как ламинария. У этого вида встречаются три способа полового размножения, такие как изогамия, геторогамия, оогамия.

Хлорелла – микроскопическая зелёная водоросль. Размножается исключительно бесполым путём, при помощи спор.

Красные водоросли (багрянки) размножаются двумя путями, один из которых половой. Отличительной чертой его является образование мужских гамет без жгутиков. При этом женские гаметы остаются на водоросли, а мужские переносятся к ним при помощи течения.

Значение водорослей в природе

Водоросли – самые многочисленные и важные для всей планеты фотосинтезирующие организмы. Их распространение настолько широко, что встретить их можно не только в морях, океанах, реках, озёрах, но также и в малых водоёмах, в том числе искусственных, и даже лужах. Их можно наблюдать в виде небольших зеленоватых пятен на поверхности практически каждого водоёма. Значение водорослей в природе велико.

Помимо того что они выделяют достаточно большое количество кислорода, они служат местом обитания для многих водных животных, участвуют в формировании плодородного слоя почвы. Многие водоросли употребляются в пищу, а также служат основным источником в добыче особых пищевых компонентов. Также их используют для приготовления различных лекарств и косметических средств.

Водоросли — это уникальные по своему составу и способу размножения организмы. Сочетают они в себе нескольких видов размножения, а точнее: половой, бесполый и вегетативный. Это практически делает их бессмертными. Более того, этот вопрос очень занимательный, ведь не зря учителя биологии по всей стране добиваются от своих учеников ответа на вопрос: «Как размножаются водоросли? Опишите размножение водорослей.»

Источник: fb.ru

Размножение у водорослей может происходить бесполым или половым путем (рис49). При бесполом размножении дочерние особи наследуют геном, идентичен геному материнского организма, за исключением ком случаев, когда имеют место генные или хромосомные мутации. При половом размножении геномы дочерних организмов отличаются от родительских, поскольку образование дочернего поколения обычно переда ют процессы обмена генетической информацией между различными особями результате кроссинговера, происходящего после полового процессесу.

Половой процесс и связанные с ним кроссинговер и мейоз обусловливают рекомбинантную изменчивость и способствуют росту уровня генетической гетерогенности популяций. Уровень рекомбинантной изменчивости может расти ты также вследствие обмена частями геномов при парасексуальных процессах (например, при конъюгации), однако парасексуальный процессы непосредственно не повязкам связанные с воспроизведением дочерних особей и поэтому к способам размножения не относящиесяя.

Рис 49. Устройство и размножения хламидомонады:

. А — хламидомонада:

1 — сократительные вакуоли 2 — жгутики;

3 — стигма (светочувствительный глазок) 4 — хлоропласт;

5 — цитоплазма, 6 — ядро, 7 — клеточная стенка, 8 — пиреноиды. Б — бесполое размножение:

1, 2, 3 — образование зооспор, 4 — выход молодых хламидомонад. В — половое размножение:

1 — образование гамет 2 — слияние гамет 3 — образования зиготы;

4 — выход молодых хламидомонад

. Бесполое размножение у водорослей делится на два основных типа:

а) вегетативное, что осуществляется путем разделения вегетативных клеток или фрагментами вегетативного тела;

б) размножение с помощью специализированных клеток — спор, который иногда называют настоящим неполовым размножением или споруляцию.

. Вегетативное размножение. У одноклеточных водорослей вегетативное размножение происходит преимущественно делением клетки надвое. У многоклеточных и колониальных представителей вегетативное размножение чаще связано с фрагментаци ией талломов и колоний фрагментации могут вызывать механические факторы (например, ветро-волновые удары, течение), или фрагментация может происходить вследствие отмирания частей талломов или колоний. В н ебагатьох водорослей вегетативное размножение может осуществляться с помощью специализированных участков тела — вивидкових почек (бурая водоросльть Sphacellaria) или вивидкових клубеньков (зеленые водоросли с повестки Charales). Особым вариантом вегетативного размножения является размножение с помощью акинеты акинеты представляют собой клетки, образующиеся из обычных вегетативных клеток при ухудшении условий существования акинеты м имеют утолщенную клеточную оболочку, содержат много запасных питательных веществ и, в отличие от обычных вегетативных клеток, при неблагоприятных условиях способны переходить в состояние анабиоза или криптобиозу, за вдякы этом переживать неблагоприятные периоды. При улучшении условий вегетации акинеты прорастают в новые вегетативные особейбини.

. Бесполое размножение путем споруляции отличается от вегетативного тем, что осуществляется специализированными клетками — спорами, которые образуются в спорангиях. Спорангии у водорослей одноклеточные, количество спор в одном спорангии может когда иватися от одной (например, в зеленой нитчатой ??водоросли Oedogonium) до нескольких десятков или даже сотен (во многих бурых водорослей).

В соответствии со способностью к активному движению споры делятся на подвижные с жгутиками, часто со светочувствительными ячейками (стигмы) и пульсирующими вакуолями (зооспоры) и неподвижные с клеточными покровами и (гемизооспоры, апланоспоры и автоспоры), и малоподвижные амеб-дни, лишенных жгутиков (моно-, би-и тетраспоры.

зависимости от типа деления ядра клетки-спорангия (митотический или мейотическое) споры часто также разделяют на митоспоры и мейоспоры соответствии

. Половое размножение происходит вследствие полового процесса. Половые процессы у водорослей разделяют на две основные группы — сома-тогамни и гаметогамни

При соматогамних половых процессах сливаются две вегетативные (иначе — соматические) клетки. Если такие клетки представлены клетками, лишенными клеточных покровов, то этот тип соматогамия называют хологамиею. Типичным примером водоросли с хологамним половым процессом является род. Бипаииеииа

Если копуляция происходит между вегетативными клетками, которые имеют клеточные покровы, то этот тип соматогамия называют кон ‘югациею. При кон ‘югации клетки, имеющие копулюваты, сближаются, покрываются общим слизью. Далее каждая клетка образует копуляцийний отросток по направлению к другой. Когда копуляцийни отростки соприкасаются друг н с другом, оболочка между ними растворяется и образуется кон ‘югацийний канал, по которому ядро ??из одной клетки переходит в другую. Далее ядра сливаются и образуется зигота. Примерами водорослей с их половой им процессом по типу кон ‘югации есть зеленые зигнематальни и десмидиальни водоросли (Spirogyra, Zygnema, Cosmarium, и др. ін.).

При гаметогамии копуляция происходит между специализированными клетками полового размножения — гаметами, которые образуются в половых органах — гаметангиях. В соответствии с морофологиею гамет выделяют три основе типа гаметогамии: изогамию, гетерогамию и оогамию.

изогамия называют такой половой процесс, при котором копулюють две гаметы, которые морфологически выглядят одинаковыми. Однако физиологически и на ультратонком уровне гаметы различаются: одна из гамет, при копуляц ции принимает ядро ??другой гаметы, считается женской и обозначается знаком»»Вторая гамета, ядро ??которой при копуляции»мигрирует в цитоплазму женской гаметы, считается мужской и обозначается знаком»-я знаком «-«.

При гетерогамии (синоним — анизогамии) копулюють две гаметы, которые отличаются по размерам и степени подвижности. Мужская гамета мелкая, движется очень быстро. Женская гамета имеет большие размере от чо оловичои, и ее подвижность огна.

. Оогамия — это половой процесс, при котором копуляция происходит между большой, неподвижной и лишенной жгутиков женской гаметой — яйцеклеткой, и мелкой мужской гаметой. Мужские гаметы, имеющие жгутики и способны к активному движению, называют сперматозоидами. Если же мужская гамета лишена жгутиков и является неподвижной, то ее называют спермации. Гаметангии, в которых образуются яйцеклетки, называютть оогонии а сперматозоиды или спермации — антеридиев. У водорослей оогонии и антеридии, в отличие от гаметангии высших растений, являются одноклеточными (исключениями являются лишь некоторые зеленые водоросли из класса харофициевих)

Кроме основных типов гаметогамии (т.е. изогамии, гетерогамии и оогамии), у водорослей известно несколько дополнительных специфических типов полового процесса. Например, в диатомовых водорослей очень распространенным ты ипом полового процесса является автогамия. При автогамия диплоидное ядро ??клетки редукционно делится, далее с четырех дочерних гаплоидных ядер два дегенерируют, а два других сливаются, и дают начало диплоидно м ядру зиготы. Таким образом, при автогамия гаметы не образуются, а половой процесс без полового партнерера.

Другой специфический вариант полового процесса — атактогамия которая наблюдается у некоторых зеленых вольвоксових водорослей (например, в роду Chlorogonium). Здесь в гаметангиях представителей даже одной популяции образуются гаметы разных размеров, и копулюють я как гаметы морфологически одинаковы, так и морфологически отличные. Причем гамета, принимающего ядро ??от другой (т.е. физиологически женская гамета) может по размерам равна мужской, быть больше нее или меньшеою.

У водорослей, имеющих изогамный половые процессы, различают виды гомо-и гетероталични. В гомоталичних видов как»», так и»-«гаметы образуются на одном таллом, и способны копулюваты между собой, то есть то такие виды являются физиологически двуполыми. В гетероталичних видов»»и»-«гаметы развиваются на различных таллом, и поэтому гетероталични представители физиологически является раздельнополыми (однополымигічно є роздільностатевими (одностатевими).

Водоросли, имеющих половые процессы гетеро-и оогамных типа разделяют также на однодомные и двудомные. В однодомных водорослей антеридии и оогонии размещаются на одном талом, есть такие виды есть и физиологически, и морфологически двуполыми. В двудомных видов женские и мужские половые органы образуются на разных талом, т.е. имеет место физиологическая и морфологическая раздельнополость (однополость)

После слияния цитоплазмы вегетативных клеток или гамет, участвовавших в половом процессе (т с плазмогамия), обычно происходит слияние ядер — кариогамия, и образуется диплоидное ядро ??зиготы. Однако с этого правила у водорослей известны и исключения. Например, во многих золотистых водорослей после плазмогамия ядра сразу не сливаются, и, как следствие, образуется клетка, содержащая два генетически в идминни ядра — дикарион. Такая дикарионтична клетка дальнейшем превращается в дикарионтичну зиготичну цисту, что переходит в состояние покоя кариогамия и образования собственно зиготы происходит лишь по закончи ении периода покояспокою.

Источник: uchebnikirus.com

Существует 3 вида размножения водорослей: вегетативное, бесполое и половое. При вегетативном размножении происходит либо деление клетки на две части, либо отделение различных частей слоевища. При бесполом размножении у водорослей образуются споры, которые могут быть подвижными или неподвижными. При половом размножении у водорослей формируются мужские и женские половые клетки (гаметы) . Мужская гамета сливается с женской, т. е. происходит оплодотворение, и образуется зигота. Зигота начинает расти и дает в конечном итоге взрослую особь. Размножение водорослей — вегетативное, бесполое и половое. Многие одноклеточные водоросли размножаются путём деления одной материнской клетки. Деление начинается с ядра, а затем разделяются все части клетки: хроматофор, глазок, вакуоли, цитоплазма и пр. Крупные водоросли размножаются вегетативно — частями слоевища или при помощи специальных почек (сфацеляриевые) . Некоторые многоклеточные водоросли не имеют полового размножения, у большинства же образуются споры и гаметы либо в обычных клетках (зелёные водоросли, часть красных) , либо в особых образованиях — спорангиях и гаметангиях (бурые водоросли) ; споры и гаметы бывают неподвижными (красные, конъюгаты) или подвижными — со жгутиками. У водорослей наблюдаются все формы полового процесса: изогамия, гетерогамия, оогамия и конъюгация (слияние протопластов двух вегетативных клеток) . Образующаяся в результате полового процесса зигота делится сразу или после периода покоя. Одновременно в ней может происходить мейоз. У примитивных водорослей одна и та же особь даёт гаметы или споры в зависимости от внешних условий. У других водорослей функции бесполого и полового размножения выполняют разные особи (спорофиты и гаметофиты) ; они могут произрастать одновременно в одинаковых условиях (фурцелярия) ; одновременно, но в разных местообитаниях (бангиевые) ; в одних и тех же местообитаниях, но в разные сезоны. У ряда водорослей происходит строгое чередование гаметофита и спорофита, которое принято называть «чередованием поколений» . При этом у высших водорослей зигота или прорастает на гаметофите, на нём же вырастает и спорофит (ламинариевые) , а гаметофит отмирает, или спора, не отделяясь от спорофита, прорастает в гаметофит, который развивается на спорофите (фукусовые) . <a rel="nofollow" href="http://znanija.com/task/869817" target="_blank">http://znanija.com/task/869817</a>

Источник: touch.otvet.mail.ru