Вольвоксовые (растение, цветок или дерево)

Почему вольвокс относят к одноклеточным организмам? Строение водоросли вольвокс

В мире существует так много замечательных микроскопических организмов. Если бы кому-нибудь пришло в голову составить перечень семи чудес микромира, то водоросли вольвокс непременно бы вошли в этот список.

Зеленые водоросли

Вольвокс – это зеленые водоросли. Они существуют в виде колонии. Почему вольвокс относят к одноклеточным организмам? Ответ напрашивается довольно простой: каждая отдельная маленькая водоросль и является клеткой, у которой есть два жгутика и волоски.

Одиночные клетки соединены друг с другом тонкими нитями цитоплазмы, которые позволяют всей колонии плавать согласованно. Отдельные представители кроме волосков и жгутиков также имеют небольшое красное пятнышко, так называемый глазок.

Дифференциация клеток придает уникальности представителям водорослей. Каждая колония имеет начало и конец, иначе говоря, Северный и Южный полюса. В первом регионе наблюдается более выраженное скопление развитых глазков. Это помогает водорослям плыть в сторону света. Таким образом, колония одноклеточных организмов внешне вполне может сойти за многоклеточный организм.

Вольвокс: строение

При ответе на вопрос, почему вольвокс относят к одноклеточным организмам, стоит упомянуть, что единичная клетка может достигать 2 миллиметров в диаметре (в более крупных колониях – до 2 см), поэтому их легко можно увидеть невооруженным глазом. Отдельные водоросли соединены тонкими нитями цитоплазмы.

У водоросли вольвокс строение достаточно простое. Центральная полость заполнена слизью. Все клетки имеют по два жгутика, которые прикрепляются у переднего конца. Каждая ячейка в клетке выполняет свою функцию питания, дыхания и экскреции. Форма может быть сферической, эллиптической или овальной. Наружный слой также покрыт слизью. Каждая ячейка имеет один глаз в виде пятна на переднем конце.

Размножение

Способы размножения у водорослей вольвокс довольно интересные и даже захватывающие. Они могут размножаться как бесполым, так и половым путем. При внимательном рассмотрении можно увидеть, что большинство колоний имеет внутри специфические сферы, которые называются гонадами.

Это является признаком бесполого размножения. Гонады выращиваются из клеток вокруг экватора колонии. Эти клетки увеличиваются и проходят ряд делений, пока не образуют маленькие сферы. При этом жгутики оказываются внутри новой окружности. Чтобы их извлечь, клетка должна вывернуть себя наизнанку.

Вольвокс могут воспроизводить себе подобных также половым путем. Подобно бесполому размножению специальные клетки скапливаются вокруг экватора. Самец и самка создают колонии различных зародышевых клеток.

Сперматозоиды образуются путем деления. Женские половые клетки не делятся, а просто увеличиваются в размере. Большинство видов имеет как мужские, так и женские колонии. А некоторые представляют собой гермафродитов.

Вольвокс и солнечный свет

Наблюдение за группами колоний под световым микроскопом является поистине захватывающим зрелищем. Если оставить достаточно места под крышкой для скольжения, маленькие зеленые сферы начнут медленно плыть в сторону подсветки.

Отыскать вольвокс очень легко. Все, что им нужно – это довольно чистая и теплая вода, богатая питательными веществами. Подходящее время для наблюдения – лето. Зачерпнув немного зеленых образцов, можно увидеть, как в банке с водой из «цветущего пруда» водоросли будут тянуться к свету.

Среда обитания

Почему вольвокс относят к одноклеточным организмам? Давайте разберемся. Вольвокс имеет одноклеточное строение, он не может существовать в одиночестве, поэтому часто образует шарообразные колонии вместимостью до 50 000 особей. Это не просто клетка, это целый микроскопический организм. В нем происходят свои жизненно важные процессы. Вот почему вольвокс относят к одноклеточным организмам.

Благоприятной средой обитания для таких водорослей являются пресные водоемы. Эти микроорганизмы встречается в прудах, канавах и даже в неглубоких лужах. Водоросли вольвокс являются одними из самых древних на планете. По предположениям ученых, такой колониальный образ жизни они вели еще 200 миллионов лет тому назад.

Вольвокс – наиболее развитый организм в своем роде. Он образует шаровидные, эллипсоидальные или яйцевидные колонии. В клетках водорослей содержится хлорофилл, поэтому они сами себе добывают пропитание путем фотосинтеза. Каждая индивидуальная клетка работает на благо своей колонии, а вместе они действуют как один организм.

Отряд Зеленые водоросли: характеристика некоторых представителей

Содержание статьи

  • Отряд Зеленые водоросли: характеристика некоторых представителей
  • Почему папоротники — высшие растения
  • Кто такие одноклеточные организмы

Чем характеризуются зеленые водоросли

Зеленые водоросли – это отдел низших растений, которые характеризуются ярко-зеленой окраской из-за большого количества хлорофилла в их клетках. Эти водоросли содержат такие же пигменты, как и у высших растений (каротин, ксантофилл и хлорофиллы). Растения делятся на несколько видов: колониальные, одноклеточные и многоклеточные. При этом последние чаще встречаются нитевидной и изредка пластинчатой формы. Некоторые из зеленых водорослей имеют неклеточное строение, в это трудно поверить, глядя на большие размеры и кажущееся сложным внешнее расчленение.

Подвижные колониальные и одноклеточные виды водорослей — гаметы и зооспоры имеют 2-4, а иногда и больше жгутиков и светочувствительный глазок. Клетки этих растений имеет одно, реже несколько ядер, обычно они одеты в оболочку из целлюлозы. Зеленые водоросли могут размножаться вегетативным способом (деление тела надвое у одноклеточных, у нитевидных многоклеточных – участками таллома), бесполым (неподвижными спорами и зооспорами) и половым (гетерогамия, изогамия, конъюгация и оогамия) способами.

Какие есть разновидности зеленых водорослей

Зеленые водоросли делятся на два подотдела: конъюгаты и непосредственно зеленые. Зеленые в свою очередь делятся на шесть классов: вольвоксовые, протококковые (хлорококковые), сифоновые, сифонокладовые и улотриксовые. Эти растения наиболее густо распространены в пресных водах, но иногда встречаются и в морях. Некоторые зеленые водоросли — плеврококк и трентеполия, могут обитать в почве и на стволах деревьев. Колониальные и одноклеточные растения входят в состав планктона, если им удается развиться в большом количестве, то вызывают цветение воды.

Монострома и морской салат в странах Восточной Азии употребляется в пищу. Во многих странах сценедесмус, хлорелла и другие одноклеточные используются в качестве основы корма для сельскохозяйственных животных, а также для восстановления воздуха в замкнутых экосистемах (например, на подводных лодках) и для биологической очистки сточных вод.

Самым типичным представителем зеленых водорослей является хламидомонада, своим строением она схожа со жгутиковыми. Это одноклеточное растение овальной формы и с двумя жгутиками. Клетка этой водоросли состоит из красного глазка, оболочки, пульсирующей вакуоли, цитоплазмы, чашеобразного хроматофора с пиреноидом и ядра. Хламидомонады обитают на сырой земле и в лужах, размножаются зооспорами, бесполым и всеми тремя формами полового пути.

Порядок Вольвоксовые — Volvocales

Читайте также:

  1. II. Порядок проведения экспертизы пищевой продукции
  2. III. Порядок проведения Конкурса.
  3. IV. Порядок призначення слідчих на посаду, їх переміщення і звільнення з посади
  4. VI. Порядок составления общих схем электроснабжения.
  5. А. Связь. Порядок пользования. Регламент переговоров с ДЦХ
  6. Административный порядок рассмотрения жалоб
  7. Административный порядок рассмотрения обращений граждан.
  8. Аудиторский запрос, порядок оформления, процедура
  9. БАЗИ ПРАКТИКИ. ПОРЯДОК ПРОХОДЖЕННЯ ПРАКТИКИ
  10. Бизнес-план предприятия туризма: порядок, методы его разработки, организация выполнения.
  11. Бизнес-план. Порядок анализа конкурентов и рынков сбыта.
  12. Бизнес-план. Порядок составления плана организации труда и управления.

Род Хламидомонада (рис. 57)включает свыше 500 видов одноклеточных водорослей, которые обитают в пресных, мелких, хорошо прогреваемых и загрязненных водоемах: прудах, лужах, канавах и т.п. При их массовом размножении вода приобретает зеленую окраску. Хламидомонада также обитает на почве и на снегу. Ее тело имеет овальную, грушевидную или шаровидную форму. Клетка одета плотной оболочкой, нередко отстающей от протопласта, с двумя одинаковыми жгутиками на переднем конце; с их помощью хламидомонада активно передвигается в воде. Протопласт содержит 1 ядро, чашевидный хроматофор, стигму и пульсирующие вакуоли.

Рис. 57. Строение и развитие Хламидомонады: А – вегетативная особь; Б – пальмеллевидная стадия; В – размножение (молодые особи внутри материнской клетки)

Хламидомонады размножаются преимущественно бесполым путем. При подсыхании водоема они размножаются делением клетки пополам. Клетки останавливаются, 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 располагаются неподвижные клетки. Это — пальмеллевидноесостояние водоросли. При попадании в воду клетки снова образуют жгутики, покидают материнскую клетку в виде зооспор и переходят к одиночному монадному состоянию.

В благоприятных 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 вскоре снова приступают к размножению.

Половой процесс у хламидомонады изогамный или оогамный. Гаметы меньших размеров образуются внутри материнской клетки так же, как и зооспоры, но в большем количестве (16, 32 или 64). Оплодотворение происходит в воде. Оплодотворенная яйцеклетка покрывается многослойной оболочкой и оседает на дно водоема. После периода покоя зигота делится мейотически с образованием 4 гаплоидных дочерних особей хламидомонады.

Род Вольвокс – наиболее высокоорганизованные представители порядка, образуют гигантские колонии, состоящие из сотен и тысяч клеток. Колонии имеют вид слизистых, диаметром до 2 мм, шариков, в периферическом слое которых расположено до 50 тыс. клеток со жгутиками, сросшихся своими боковыми ослизненными стенками друг с другом и соединенных плазмодесмами (рис. 58). Внутренняя полость

Рис. 58. Внешний вид колоний Вольвокса

шара заполнена жидкой слизью. В колонии существует специализация клеток: периферическую ее часть составляют вегетативные клетки, а между ними разбросаны более крупные – репродуктивные.

Около десятка из клеток колонии – это 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 – оогамия. Оогонии и антеридии возникают также из репродуктивных клеток. Колонии однодомные и двудомные. Виды рода встречаются в прудах и старицах рек, где в период интенсивного размножения вызывают «цветение» воды.

Класс Требуксиевые – Trebouxiophyceae

Класс назван по типовому роду Trebouxia. Включает в основном одноклеточные коккоидные формы. Встречаются сарциноидные и нитчатые представители. Пресноводные и наземные, реже морские формы, многие формируют симбиозы. Около 170 видов.

Порядок Хлорелловые — Chlorellales. Объединяет коккоидных автоспоровых представителей.

Род Хлорелла – одноклеточные водоросли в виде неподвижного шарика. Клетка одета гладкой оболочкой; содержит одно ядро и пристенный, цельный, рассеченный или лопастной хроматофор с пиреноидом. Клеточная стенка ряда видов наряду с целлюлозой содержит спорополленин – чрезвычайно устойчивое к действию различных ферментов вещество, встречающееся также в пыльцевых зернах и спорах высших растений. Размножается хлорелла бесполым путем, образуя до 64 неподвижных автоспор. Полового размножения нет. Хлорелла распространена в различных водоемах, встречается на сырой почве, коре деревьев, входит в состав лишайников.

Порядок Требуксиевые — Trebouxiales. Включает роды и виды, входящие в состав лишайников.

Род Требуксия – одноклеточная водоросль. Сферические клетки имеют единственный осевой звездчатый хлоропласт с одним пиреноидом. Бесполое размножение осуществляется голыми зооспорами. Встречается или в свободноживущем виде в наземных местообитаниях (на коре деревьев), или как фотобионт лишайников.

Класс Празиновые – Prasinophyceae

Название класса происходит от греч. prasinos – зеленый. Жгутиковые или, реже, коккоидные или пальмеллоидные одноклеточные организмы.

Порядок ПирамимонадовыеPyramimonadales. Клетки несут 4 или больше жгутиков, три слоя чешуек. Митоз открытый, с веретеном, сохраняющимся в телофазе, цитокинез идет за счет образования борозды деления.

Род Пирамимонас – одноклеточные организмы (рис. 59). От переднего конца клетки отходит 4–16 жгутиков, которые могут быть в пять раз длиннее клетки. Хлоропласт обычно единственный, с одним пиреноидом и одним или больше глазками. Клетки и жгутики покрыты несколькими слоями чешуек. Широко распространены в пресных, солоноватых и морских водах. Встречаются в планктоне и бентосе, могут вызывать «цветение» воды.

Рис. 59. Внешний вид водоросли Пирамимонас

Порядок ХлородендровыеChlorodendrales. Клетки сжатые, с четырьмя жгутиками, покрыты текой, митоз закрытый, цитокинез идет за счет образования борозды деления.

Род Тетраселмис может встречаться в виде подвижных четырехжгутиковых клеток или в виде неподвижных клеток, прикрепленных слизистыми ножками. Клетки покрыты текой. При делении клеток новая тека формируется вокруг каждой дочерней клетки внутри теки материнской. На переднем конце клетки через отверстие в теке выходят жгутики, которые покрыты волосками и чешуйками. Хлоропласт один, с базальным пиренодом. Клетки обычно зеленого цвета, но иногда приобретают красную окраску, что связано с накоплением каротиноидов. Морские представители, могут обитать в морских плоских червях.

Экология и значение

Зеленые водоросли широко распространены по всему миру. Большинство из них можно встретить в пресных водоемах, но немало солоноватоводных и морских форм. Нитчатые зеленые водоросли, прикрепленные или неприкрепленные, наряду с диатомовыми и синезелеными являются преобладающими бентосными водорослями континентальных водоемов. Они встречаются в водоемах различной трофности (от дистрофных до эвтрофных) и с различным содержанием органических веществ (от ксено- до полисапробных), водородных ионов (от щелочных до кислых), при различных температурах (термо-, мезо- и криофилы).

Среди зеленых водорослей имеются планктонные, перифитонные и бентосные формы. В группе морского пикопланктона празиновая водоросль Остреококкус считается самой маленькой эукариотной свободноживущей клеткой. Есть виды зеленых водорослей, которые приспособились к жизни в почве и наземных местообитаниях. Их можно встретить на коре деревьев, скалах, различных постройках, на поверхности почв и в толще воздуха. В этих местообитаниях особенно распространены представители родов Трентеполия и Требуксия. Зеленые водоросли вегетируют в горячих источниках при температуре 35–52°С, а в отдельных случаях до 84°С и выше, нередко при повышенном содержании минеральных солей или органических веществ (сильно загрязненные горячие сточные воды заводов, фабрик, электростанций или атомных станций). Они также преобладают среди криофильных видов водорослей. Они могут вызывать зеленое, желтое, голубое, красное, коричневое, бурое или черное «цветение» снега или льда. Эти водоросли находятся в поверхностных слоях снега или льда и интенсивно размножаются в талой воде при температуре около 0 °С. Лишь немногие виды имеют стадии покоя, тогда как большинство лишены каких-либо специальных морфологических приспособлений к низким температурам.

В пересоленных водоемах преобладают одноклеточные подвижные зеленые водоросли – гипергалобы, клетки которых лишены оболочки и окружены лишь плазмалеммой. Эти водоросли отличаются повышенным содержанием хлористого натрия в протоплазме, высоким внутриклеточным осмотическим давлением, накоплением в клетках каротиноидов и глицерина, большой лабильностью ферментных систем и обменных процессов. В соленых водоемах они нередко развиваются в массовом количестве, вызывая красное или зеленое «цветение» соленых водоемов.

Микроскопические одноклеточные, колониальные и нитчатые формы зеленых водорослей приспособились к неблагоприятным условиям существования в воздушной среде. В зависимости от степени увлажнения их подразделяют на 2 группы: воздушные водоросли, обитающие в условиях только атмосферного увлажнения, и, следовательно, испытывающие постоянную смену влажности и высыхания; водновоздушные водоросли, подвергающиеся действию постоянного орошения водой (под брызгами водопада, прибоя и т. д.). Условия существования водорослей аэрофильных сообществ очень своеобразны и характеризуются, прежде всего, частой и резкой сменой двух факторов — влажности и температуры.

Сотни видов зеленых водорослей обитают в почвенном слое. Почва как биотоп имеет сходство и с водными и с воздушными местообитаниями: в ней есть воздух, но насыщенный водяными парами, что обеспечивает дыхание атмосферным воздухом без угрозы высыхания. Интенсивное развитие водорослей как фототрофных организмов возможно только в пределах проникновения света. В целинных почвах это поверхностный слой почвы толщиной до 1 см, в обрабатываемых почвах он немного толще. Однако в толще почвы, куда не проникает свет, жизнеспособные водоросли обнаруживаются на глубине до 2 м в целинных почвах и до 3 м – в пахотных. Это объясняется способностью некоторых водорослей переходить в темноте к гетеротрофному питанию. Многие водоросли сохраняются в почве в покоящемся состоянии.

Для поддержания своей жизнедеятельности почвенные водоросли имеют некоторые морфологические и физиологические особенности. Это относительно мелкие размеры почвенных видов, а также способность к обильному образованию слизи – слизистых колоний, чехлов и обверток. Благодаря наличию слизи, водоросли быстро поглощают воду при увлажнении и запасают ее, замедляя высыхание. Характерной чертой почвенных водорослей является «эфемерность» их вегетации – способность быстро переходить из состояния покоя к активной жизнедеятельности и наоборот. Они также способны переносить разные колебания температуры почвы. Диапазон выживаемости ряда видов лежит в пределах от -200 до +84 °С и выше. Наземные водоросли составляют важную часть растительности Антарктиды. Они окрашены почти в черный цвет, поэтому температура их тела оказывается выше температуры окружающей среды. Почвенные водоросли являются также важными компонентами биоценозов аридной (засушливой) зоны, где почва в летнее время нагревается до 60–80°С. Защитой от избыточной инсоляции служат темные слизистые чехлы вокруг клеток.

Своеобразную группу представляют эндолитофильные водоросли, связанные с известковым субстратом. Во-первых, это – сверлящие водоросли. Например, водоросли из рода Гомонтия сверлят раковины перловиц и беззубок, внедряются в известковый субстрат в пресных водоемах. Они делают известковый субстрат рыхлым, легко поддающимся различным воздействиям химических и физических факторов. Во-вторых, ряд водорослей в пресных и морских водоемах способны переводить растворенные в воде соли кальция в нерастворимые и отлагающие их на своих талломах. Ряд тропических зеленых водорослей, в частности Галимеда, откладывает в талломе карбонат кальция. Они принимают активное участие в постройке рифов. Гигантские залежи останков Галимеды, иногда достигающие 50 м в высоту, встречаются в континентальных шельфовых водах, связанных с Большим Барьерным Рифом в Австралии и других регионах, на глубине от 12 до 100 м.

Зеленые требуксиевые водоросли, вступая в симбиотические отношения с грибами, входят в состав лишайников. Около 85% лишайников содержат в качестве фотобионта одноклеточные и нитчатые зеленые водоросли, 10% — цианобактерии и 4% (и более) содержат одновременно синезеленые и зеленые водоросли. В качестве эндосимбионтов они существуют в клетках простейших, криптофитовых водорослей, гидр, губок и некоторых плоских червей. Даже хлоропласты отдельных сифоновых водорослей, например Кодиума, становятся симбионтами для голожаберных моллюсков. Эти животные питаются водорослями, хлоропласты которых остаются жизнеспособными в клетках дыхательной полости, причем на свету они очень эффективно фотосинтезируют. Ряд зеленых водорослей развивается на шерсти млекопитающих. Эндосимбионты, претерпевая морфологические изменения по сравнению со свободноживущими представителями, не теряют способности фотосинтезировать и размножаться внутри клеток хозяина.

Самое необычное растение, о котором вы ничего не знали:  Люмнитцера (растение, цветок или дерево)

Существуют паразитические представители зеленых водорослей, большинство из которых в качестве хозяина имеют высшие растения. Так, Филлосифон вызывает пожелтение листьев растения-хозяина. Цефалеурос – облигатный эндофит листьев сотен видов растений, включая кофе, чай и другие. Он вызывает заболевания, известные как «ржавчина». Виды Прототеки могут вызывать заражения человека, крупного рогатого скота и некоторых других животных. У людей они являются причиной кожных заболеваний и изредка – бурситов и перитонитов, у крупного рогатого скота могут быть причиной маститов.

Хозяйственное значение. Повсеместное распространение зеленых водорослей определяет их огромное значение в биосфере и хозяйственной деятельности человека. Благодаря способности к фотосинтезу они являются основными продуцентами громадного количества органических веществ в водоемах, которые широко используются животными и человеком. Поглощая из воды углекислый газ, зеленые водоросли насыщают ее кислородом, необходимым всем живым организмам. Велика их роль в биологическом круговороте веществ. Быстрое размножение и очень высокая скорость ассимиляции (примерно в 3-5 раз выше, чем у наземных растений) приводят к тому, что за сутки масса водоросли увеличивается более чем в 10 раз. При этом в клетках хлореллы накапливаются углеводы (в селекционных штаммах их содержание достигает 60%), липиды (до 85%), витамины B, С и К. Белок хлореллы, на долю которого может приходиться до 50% сухой массы клетки, содержит все незаменимые аминокислоты. Уникальная способность видов Хлореллы ассимилировать от 10 до 18% световой энергии (против 1–2% у наземных растений) позволяет использовать эту зеленую водоросль для регенерации воздуха в замкнутых биологических системах жизнеобеспечения человека при длительных космических полетах и подводном плавании.

Ряд видов зеленых водорослей используют как индикаторные организмыв системе мониторинга водных экосистем. Наряду с фототрофным способом питания многие одноклеточные зеленые водоросли (хламидомонады) способны всасывать через оболочку растворенные в воде органические вещества, что способствует активному очищению загрязненных вод, в которых развиваются эти виды. Поэтому их применяют для очистки и доочисткизагрязненных вод, а также как кормв рыбохозяйственных водоемах.

Некоторые виды зеленых водорослей используются населением ряда стран в пищу. Для пищевых целей, например, в Японии специально культивируют виды рода Ульва. Эти водоросли широко используют, особенно в странах Юго-Восточной Азии, под названием Морского салата. Ульвовые по содержанию белка (до 20%) заметно превосходят другие виды водорослей. Отдельные виды зеленых водорослей используют в качестве продуцентов физиологически активных веществ.Зеленые водоросли — хороший модельный объект для разнообразных биологических исследований. Виды Гематококкуса культивируют для получения астаксантина, Ботриококкус — для получения липидов. В то же время с «цветением» воды одного из озер на Тайване, вызванного Ботриококкусом, связывают гибель рыб.

Виды родов Хлорелла и Хламидомонасмодельные объекты для изучения фотосинтеза в растительных клетках. Хлорелла, благодаря очень высоким темпам размножения, является объектом массового культивирования для использования в различных областях

Поверхностные пленки зеленых водорослей имеют большое противоэрозионное значение. Скрепляющее значение имеют некоторые одноклеточные виды зеленых водорослей, выделяющие обильную слизь. Слизистые вещества клеточных оболочек склеивают частицы почвы. Развитие водорослей влияет на структурирование мелкозема, придавая ему водостойкость и препятствуя выносу с поверхностного слоя. Влажность почвы под водорослевыми пленками обычно выше, чем там, где они отсутствуют. Кроме того, пленки уменьшают водопроницаемость почвы и замедляют испарение воды, что оказывает влияние и на солевой режим почвы. Уменьшается вымывание из почвы легкорастворимых солей; их содержание под макроразрастаниями водорослей выше, чем на других участках. В то же время замедляется поступление солей из глубоких слоев почвы.

Почвенные водоросли оказывают влияние и на рост и развитие высших растений. Выделяя физиологически активные вещества, они ускоряют рост проростков, особенно их корней.

Среди зеленых водорослей, обитающих в загрязненных водоемах, доминируют обычно хлорококковые, устойчивые к длительному воздействию многих токсических веществ.

Клетки водорослей способны аккумулировать из воды различные химические элементы, причем коэффициенты их накопления достаточно высоки. Мощными концентраторами являются пресноводные зеленые водоросли, особенно нитчатые. При этом интенсивность накопления в них металлов гораздо выше, чем в других пресноводных гидробионтах. Немалый интерес представляет способность водорослей концентрировать в себе радиоактивные элементы. Отмершие клетки водорослей удерживают накопленные элементы не менее прочно, чем живые, а в некоторых случаях десорбция из мертвых клеток меньше, чем из живых. Способность ряда родов (Хлорелла, Сценедесмус и др.) концентрировать и прочно удерживать в своих клетках химические элементы и радионуклиды позволяет использовать их в специализированных системах очистки для дезактивации промышленных сточных вод, например для дополнительной очистки слабоактивных сточных вод АЭС.

Некоторые зеленые водоросли являются антагонистами вируса гриппа, полиовируса и др. Выделяемые водорослями биологически активные вещества играют важную роль в обеззараживании воды и подавлении жизнедеятельности патогенной микрофлоры.

В специальных биологических прудах сообщества водорослей и бактерий используют для разложения и детоксикации гербицидов. Доказана способность ряда зеленых водорослей гидролизовать гербицид пропанил, который быстрее разрушается бактериями.

Контрольные вопросы

1. Назовите характерные черты строения клетки зеленых водорослей.

2. Какие пигменты и типы питания известны у зеленых водорослей?

3. Как размножаются зеленые водоросли? Что такое зооспоры, апланоспоры, автоспоры?

4. Какие классы выделяют у зеленых водорослей?

5. Назовите характерные особенности зеленых водорослей класса Ульвофициевые.

6. Назовите характерные особенности зеленых водорослей класса Бриопсидовые.

7. Назовите характерные особенности зеленых водорослей класса Хлорофициевые.

8. Назовите характерные особенности зеленых водорослей класса Требуксиевые.

9. Назовите характерные особенности зеленых водорослей класса Празиновые.

10. В каких местообитаниях встречаются зеленые водоросли? Охарактеризуйте их основные экологические группы.

11. Роль и значение зеленых водорослей в природе.

12. Каково хозяйственное значение зеленых водорослей?

13. Что такое «цветение воды»? Участие зеленых водорослей в биологической очистке вод.

14. Зеленые водоросли как нетрадиционные источники энергии.

Дата добавления: 2015-04-25 ; Просмотров: 1101 ; Нарушение авторских прав? ;

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Вольвокс

Во́львокс (лат. Volvox ) — род подвижных колониальных организмов, относящийся к отделу зелёных водорослей. Обитают в стоячих пресных водоёмах. При массовом размножении вызывают цветение воды, окрашивая её в зелёный цвет.

Колония Volvox Научная классификация

Подцарство : Зелёные растения
Род: Вольвокс
Международное научное название

История и название

Антони ван Левенгук был первым, кто в 1700 году обратил внимание и описал вольвокс. Вероятнее всего это была первая идентификация в истории микроводорослей. Через свой микроскоп он наблюдал зрелищную зелёную сферу, которая неторопливо вращаясь, перемещалась вперёд. За такое поведение он и получил своё латинское название — подвижные шаровые водоросли (Volvox). [1]

Биологическое описание

Размер одной колонии — до 3 мм. Колония шарообразная, включает от 200 до 10 тысяч клеток [2] . Клетки соединены протоплазматическими нитями, в центре колонии имеется полость, содержащая жидкую слизь. Клетки внешнего слоя схожи по строению с хламидомонадой. Они имеют по два жгутика, обращённых наружу.

Размножение

В пределах колонии вольвокса наблюдается специализация клеток. Большинство клеток — вегетативные. Между ними разбросаны генеративные клетки, принимающие участие в процессе размножения. Половой процесс — оогамия. Генеративные клетки крупные и не имеют жгутиков. В оогониях развиваются яйцеклетки, имеющие зелёную окраску из-за запасных веществ. В антеридиях развиваются сперматозоиды. После проникновения сперматозоида в оогоний, происходит слияние гамет и образование зиготы (2n), которая также имеет название ооспоры. Ооспора прорастает обычно весной. Происходит сперва мейоз, а затем множество митотических делений. Новый вольвокс вновь гаплоиден. В жизненном цикле лишь зигота имеет двойной набор хромосом.

Бесполое размножение осуществляется посредством особых клеток — партеногонидий. Происходит перпендикулярное поверхности шара митотическое деление этих клеток. В результате формируется пластинка, которая выворачивается, смыкается краями и образует дочерний шар. Дочерние клетки высвобождаются, разрастаясь и разрывая материнский организм [3] .

Научное значение

Объект интересен как яркий пример колониального организма среди водорослей. Исследование особенностей строения вольвокса даёт возможность сделать предположение, что развитие организмов от одноклеточных к многоклеточным происходило через колониальные формы.

Классификация

Согласно базе данных AlgaeBase род охватывает следующие виды [4] :

  • Vovox africanus G.S.West, 1910
  • Volvox amboensis M.F. Rich et Pocock, 1933
  • Vovox aureus Ehrenb., 1832 — Вольвокс золотистый
  • Volvox barberi W.R. Shaw, 1922
  • Volvox capensis M.F. Rich et Pocock, 1933
  • Volvox carteri F. Stein, 1873
  • Volvox chaos L., 1758
  • Volvox dissipatrix (W.R. Shaw) Printz, 1927
  • Volvox fertilis Nayal
  • Volvox gigas Pocock, 1933
  • Volvox globator L., 1758 — Вольвокс шаровидный
  • Volvox merrillii W.R. Shaw
  • Volvox migulae (W.R. Shaw) Printz, 1927
  • Volvox obversus (W.R. Shaw) Printz, 1927
  • Volvox ovolis Pocock ex Nozaki et A.W.Coleman, 2011
  • Volvox pocockiae R.C. Starr, 1970
  • Volvox polychlamys Korshikov, 1938 — Вольвокс многооболочковый
  • Vovox rousseletii G.S.West, 1910
  • Volvox perglobator J.H.Powers
  • Volvox pilula O.F.Müll.
  • Volvox powersii (W.R. Shaw) Printz, 1927
  • Volvox spermatosphaera Power, 1908
  • Volvox tertius Art. Meyer, 1896 — Вольвокс третий

См. также

Примечания

  1. Coleman A. W. A Comparative analysis of the Volvocaceae (Chlorophyta) // Jornal of Phycology. — 2012. — Vol. 48. — P. 491
  2. Lee, 2008, с. 199.
  3. Хржановский, 1975, с. 196.
  4. ↑Volvox . AlgaeBase. (Проверено 9 декабря 2015)

Литература

  • Дедусенко-Щеголева Н. Т., Матвиенко А. М., Шкорбатов Л. А. Определитель пресноводных водорослей СССР. Вып. 8. Зелёные водоросли. Класс вольвоксовые. М.—Л.: Издательство Академии наук СССР, 1959. C. 212—214. — 223 с.
  • Хржановский В. Г. Ботаника. — Москва: Высшая школа, 1975. — 372 с.
  • Lee R. E. Phycology, 4th edition. — Cambridge: Cambridge University Press, 2008. — 547 с. — ISBN 9780521682770.

Volvox carteri

Volvox carteri — вид колониальных одноклеточных зелёных водорослей рода Вольвокс. Образует большие сферические колонии или ценобии, состоящие из 2—6 тысяч хламидомонада-подобных клеток. Колонии большой частью состоят из соматических клеток и небольшого числа гамет в женских или мужских колониях. Кроме женских колоний, содержащих яйцеклетки, и мужских колоний, содержащих, соответственно, спермии, имеются чисто вегетативные колонии. Все три типа колоний могут также содержать специализированные клетки, называемые партеногонидии, способные к бесполому размножению.

Геном этого вида водорослей был секвенирован в 2010 году.

Во́львоксовые (лат. Volvocaceae) — семейство зелёных водорослей. Представители обладают одноклеточным или ценобиальным строением. Клетки с двумя жгутиками.

Геометрические закономерности в природе проявляются в виде повторяющихся форм и их сочетаний (паттернов). Они проявляются в различных природных объектах и явлениях, а иногда могут быть описаны при помощи математических моделей. Повторяющиеся элементы в природе принимают различные формы и проявляются в симметрии, деревьях, спиралях, изгибах рек, волнах, пене, геометрических узорах, трещинах, полосках и т. д.. Уже первые древнегреческие философы, такие как Платон, Пифагор и Эмпедокл, изучали такие закономерности, пытаясь объяснить порядок в природе. Однако потребовались века, чтобы прийти к современному пониманию видимых закономерностей повторений.

В XIX веке бельгийский физик Жозеф Плато изучал поверхности мыльных плёнок, что позволило ему выработать концепцию минимальной поверхности. Немецкий биолог и художник Эрнест Геккель нарисовал сотни морских организмов, чтобы доказать наличие у них симметрии. Шотландский биолог Дарси Томпсон первым занялся изучением закономерностей роста растений и животных, доказывая, что простые уравнения могут объяснить их спиральный рост. В XX веке английский математик Алан Тьюринг предсказал механизмы морфогенеза, связанные с возникновением узоров в виде полос, пятен и спиралей. Венгерский биолог Аристид Линденмайер и франко-американский математик Бенуа Мандельброт показали, что с помощью математических фракталов можно создать структуры, связанные с ростом растений.

Математика, физика и химия объясняют закономерности в природе на разных уровнях. Закономерности в живой природе объясняются биологическими процессами естественного и полового отбора. В исследованиях формирования закономерностей в живой природе используется компьютерное моделирование для воспроизведения широкого спектра закономерностей.

Колониа́льный органи́зм — термин, который объединяет две группы организмов:

Организмы, состоящие из множества клеток, слабо дифференцированных и не разделенных на ткани; во многих случаях каждая такая клетка сохраняет способность к размножению (вольвоксовые зелёные водоросли и др., многие виды сувоек и другие группы протистов).

Многоклеточные организмы, образующие колонии из нескольких особей, более или менее тесно связанных между собой, обычно имеющих одинаковый генотип и общий обмен веществ и системы регуляции. Среди животных к таким организмам относятся многие виды коралловых полипов, мшанок, губок и др. В ботанике для обозначения таких организмов принят термин «модулярные» (в противоположность унитарным) — это, например, корневищные злаки, ландыш и др.

Фердина́нд Ю́лиус Кон (нем. Ferdinand Julius Cohn, 24 января 1828, Бреслау — 25 июня 1898 там же) — известный немецкий ботаник и бактериолог.

Красная книга Самарской области — официальный документ, содержащий аннотированный список редких и находящихся под угрозой исчезновения животных, растений и грибов Самарской области, сведения о их состоянии и распространении, а также необходимых мерах охраны. Учреждена Приказом Министерства природных ресурсов и охраны окружающей среды Самарской области № 4 от 31 августа 2005 года. Первое издание опубликовано в 2007-м (1-й том) и в 2009-м годах (2-й том).

Многокле́точный органи́зм — внесистематическая категория живых организмов, тело которых состоит из многих клеток, большая часть которых (кроме стволовых клеток, таких как, например, клетки камбия у растений) дифференцирована, т.е. они различаются по строению и выполняемым функциям.

Органи́зм (позднелат. organismus от позднелат. organizo — «устраиваю», «сообщаю стройный вид», от др.-греч. ὄργανον — «орудие») — живое тело, обладающее совокупностью свойств, отличающих его от неживой материи, в том числе обменом веществ, самоподдерживанием своего строения и организации, способностью воспроизводить их при размножении, сохраняя наследственные признаки. Термин организм введён Аристотелем. Он выявил, что любое живое существо характеризуется четкой и строгой организацией, в отличие от неживого.

Может рассматриваться как отдельная особь, элемент, при этом входя в биологический вид и популяцию, являясь структурной единицей популяционно-видового уровня жизни.

В обобщённом смысле, как «типовая особь» биологической группы, которой присущи её основные свойства, организм — один из главных предметов изучения в биологии. Для удобства рассмотрения все организмы распределяются по разным группам и категориям, что составляет биологическую систему их классификации. Самое общее их деление — на ядерные и безъядерные. По числу составляющих организм клеток их делят на внесистематические категории одноклеточных и многоклеточных. Особое место между ними занимают колонии одноклеточных.

Формирование целостного многоклеточного организма — процесс, состоящий из дифференцировки структур (клеток, тканей, органов) и функций и их интеграции как в онтогенезе, так и в филогенезе. Многие организмы организованы во внутривидовые сообщества (например, семья или рабочий коллектив у людей).

Пузырча́тка обыкнове́нная (Utriculária vulgáris) — водное растение, вид рода Пузырчатка (Utricularia) семейства Пузырчатковые (Lentibulariaceae).

Са́ркома́стигофо́ры, или Саркожгутиконосцы (лат. Sarcomastigophora) — от греч. sarcodes — мясистый — полифилетическая группа в некоторых старых системах рассматривалась в качестве типа свободноживущих и паразитических простейших, которые передвигаются с помощью особых вре́менных выростов цитоплазмы (псевдоподий) или бичевидных выростов (жгутиков). Насчитывают около 18000 видов.

Симметрия (др.-греч. συμμετριαι — «соразмерность») в биологии — закономерное расположение подобных (одинаковых) частей тела или форм живого организма, совокупности живых организмов относительно центра или оси симметрии.

Асимметрия — (греч. α- — «без» и «симметрия») — отсутствие симметрии. Иногда этот термин используется для описания организмов, лишённых симметрии первично, в противоположность диссимметрии — вторичной утрате симметрии или отдельных её элементов.

Понятия симметрии и асимметрии альтернативны. Чем более симметричен организм, тем менее он асимметричен, и наоборот. Строение тела многих многоклеточных организмов отражает определённые формы симметрии, радиальную или билатеральную. Небольшое количество организмов полностью асимметричны. При этом следует различать изменчивость формы (например, у амёбы) от отсутствия симметрии. В природе и, в частности, в живой природе симметрия не абсолютна и всегда содержит некоторую степень асимметрии. Например, симметричные листья растений при сложении пополам в точности не совпадают.

Эвглена зелёная (лат. Euglena viridis) — вид протистов из типа Эвгленозои (Euglenozoa). Наиболее известный представитель эвгленовых протистов. Передвигается с помощью жгутика. Клетка эвглены зелёной обычно веретеновидной формы и зелёного цвета. Является миксотрофом.

На других языках

This page is based on a Wikipedia article written by authors (here).
Text is available under the CC BY-SA 3.0 license; additional terms may apply.
Images, videos and audio are available under their respective licenses.

Вольвокс

Наибольшей сложности среди многоклеточных коло­ниальных зеленых водорослей достигает вольвокс (Volvox) (рис. 232). В на­шей флоре широко распространен Volvox globator (волчок). Он встречается в более или менее постоянных водоемах — в прудах, озерах, старицах рек, где имеется хорошо развитая водная растительность.

Шаровидная колония воль­вокс имеет от 0,5 до 2,0 мм в поперечнике и насчитывает до 70 000 — 75 000 клеток, распо­ложенных в один слой по пе­риферии шара, в то время как полость его заполнена слизью. Клетки имеют по 2 жгутика. Протопласты соседних клеток через тонкие нити соединяются, и, таким образом, все клетки колонии связаны друг с дру­гом. Громадное большинство клеток вольвокса — вегетатив­ные, питающие. Способность к размножению сохраняют всего несколько клеток (около 7—10).

Размножается Volvox бес­полым и половым путем.

При бесполом размножении ряд клеток (более крупных), сохранивших способность к де­лению, образует пластинки кле­ток, как и у гониума. Достиг­нув определенных размеров, пластинка загибается чашевид­но наружу, затем выворачива­ется наизнанку и смыкается в полый шар, который провали­вается в центральную полость материнской колонии. Так об­разуются 8—15 дочерних ко­лоний. Периферические их клет­ки формируют жгутики. Дочерние колонии ничем, кроме размеров, не отличаются от материнской. Затем, разрывая стенки взрослого шара, молодые колонии выходят наружу. При этом материнская колония по­гибает. Материал с сайта http://worldofschool.ru

Самое необычное растение, о котором вы ничего не знали:  Клеверные (растение, цветок или дерево)
Рис. 232. Вольвокс (Volvox minor). 1 — дочерние шары внутри материнского; 2 — Volvox globator — часть колонии с яйцеклетками (я) и сперматозоидами (с)

Половое размножение осуществляется образованием антеридиев и оогониев, развивающихся в одном или разных шарах. Оогонии в числе 8—10 имеют большие размеры, чем вегетативные клетки, и развивают вну­три одну неподвижную яйцеклетку. В антеридии образуется большое ко­личество вытянутых двужгутиковых сперматозоидов.

Освобождаясь после разрыва оболочки антеридия, сперматозоиды подплывают к оогонию, проникают в него, и один из них оплодотворяет яйцеклетку. Зигота переходит в состояние покоя, одевается толстой обо­лочкой и заполняется питательными веществами. Перезимовав, зигота приступает к делению (первое деление редукционное); образующиеся в большом числе клетки складываются в полый шар, который затем выходит наружу.

Вольвоксовые (растение, цветок или дерево)

Водоросли — это низшие, то есть слоевищные (лишенные расчленения на стебель и листья) споровые растения, содержащие в своих клетках хлорофилл и живущие преимущественно в пресной и морской воде, а также на суше — в почве, на коре деревьев, камнях и т.д.

В современной систематике выделяют десять отделов водорослей:

  1. Сине-зеленые водоросли или цианеи (Cyanophyta)
  2. Красные водоросли (Rhodophyta)
  3. Зеленые водоросли (Chlorophyta)
  4. Золотистые водоросли (Chrysophyta)
  5. Диатомовые водоросли (Bacillariophyta)
  6. Желто-зеленые водоросли (Xantophyta)
  7. Бурые водоросли (Phaeophyta)
  8. Пирофитовые водоросли (Pyrrophyta)
  9. Эвгеновые водоросли (Euglenophyta)
  10. Харовые водоросли (Charophyta)

Типы морфологической дифференциации слоевища водорослей

  1. Монадная организация — характерная для одноклеточных жгутиконосцев (хламидомонада).
  2. Ризоподиальная (амебоидная) — характерна для видов, лишенных плотной оболочки, которые для передвижения образуют цитоплазматические отростки — ризоподии (ризохлорис).
  3. Пальмеллоидная — образована неподвижными клетками, погруженными в общую слизь (тетраспора).
  4. Коккоидная — характерна для неподвижных, одетых оболочками, одиночных или соединенных в колонии или ценобии клеток (хлорелла, вольвокс). Ценобии — колонии одноклеточных животных, в которых дифференцированы функции между отдельными группами особей.
  5. Нитчатая — представлена клетками, соединенными в нити, простые или разветвленные (улотрикс).
  6. Гетеротрихальная (разнонитчатая) — усложненный вариант нитчатой. Представлена двумя типами нитей — горизонтальными, стелющимися по субстрату и отходящими от них вертикальными (стигеоклониум).
  7. Пластинчатая (тканевая) — произошла из нитчатой путем деления клеток нити в разных направлениях (ульва).
  8. Сифональная (сифоновая) — отличается тем, что между клетками нет клеточных перегородок, то есть это как бы большая клетка с множеством ядер (ботридиум, каулерпа).
  9. Сифонокладальная — это многоядерные клетки, соединенные в нитчатые или иной формы многоклеточные талломы (кладофора).

Отдел сине-зеленые водоросли (Cyanophyta)

Отдел насчитывает около 2 тыс. видов. Эта самая древняя группа водорослей, их остатки были найдены в докембрийских отложениях, возраст которых 3 миллиарда лет. Сине-зеленые водоросли вместе с бактериями относятся к прокариотам и многие ученые склонны исключать цианеи из группы водорослей. Основной тип питания — фотоавторофный (хотя встречаются и гетеротрофы). Сине-зеленые водоросли чрезвычайно широко распространены в природе.

Среди сине-зеленых водорослей есть одноклеточные формы, но преобладают нитчатые и колониальные. В клетках сине-зеленых водорослей нет оформленного ядра, отсутствуют митохондрии, вакуоли с клеточным соком, нет оформленных пластид, а пигменты, с помощью которых осуществляется фотосинтез, заключены в особые фотосинтетические пластины — ламеллы. У сине-зеленых водорослей имеются хлорофилл «а», каротиноиды (пигменты красного, желтого и оранжевого цвета), синие пигменты — фикоцианин, аллофикоцианин и красный пигмент — фикоэритрин

Клетки нитчатых и колониальных водорослей погружены в специальную слизь, выполняющую защитные функции и оберегающую клетки от высыхания. Многие сине-зеленые нитчатые водоросли имеют специальные клетки, кажущиеся пустыми — гетероцисты. Эти клетки с хорошо выраженной двухслойной оболочкой и бесцветным содержимым. Существование гетероцист связывают со способностью сине-зеленых водорослей, которые их имеют, фиксировать азот.

Размножаются сине-зеленые водоросли простым делением клетки, в случае, если водоросли одноклеточные. Нитчатые водоросли размножаются гормогониями — фрагментами материнской нити. Некоторые сине-зеленые водоросли образуют в процессе размножения споры, способные прорастать в новые нити.

Отдел сине-зеленых водорослей насчитывает три класса: хроококковые (Chroococcophyceae), хамесифоновые (Chamaesiphonophyceae) и гормогониевые (Hormogoniophyceae).

Класс Хроококковые (Chroococcophyceae)

Это колониальные, реже одноклеточные формы. Размножаются простым делением клетки. Многие хроококковые образуют колонии, когда клетки после деления не расходятся, а остаются погруженными в общую слизь. Колонии могут нарастать в разных направлениях.

Основные роды класса Хроококковых водорослей — Microcystis, Gloeocapsa, Merismopedia.

Род Microcystis широко распространен в пресноводном планктоне, где может вызывать цветение воды. Виды рода микроцистис — важнейшие продуценты органики и является пищей для микрофауны.

Класс Хамесифоновые (Chamaesiphonophyceae)

Это эпифитные одноклеточные водоросли, клетки которых дифференцированы на вершину и основание (основанием они прикрепляются к субстрату), а также нитчатые формы из изолированных толстостенных клеток. Размножаются с помощью эндоспор (виды рода Dermocarpa, Pascherinema) и экзоспор (Chamaesiphon). Эндоспоры образуются делением протопласта материнской клетки в трех-четырех направлениях, а затем дочерние клетки выходят наружу через разрыв клеточной стенки. Экзоспоры образуются путем отшнуровывания от материнской клеточной стенки пузырьков с клеточным содержимым.

Класс Гормогониевые (Hormogoniophyceae)

Гормогониевые — это нитчатые сине-зеленые водоросли, у которых протопласты соседних клеток сообщаются между собой с помощью плазмодесм. Размножаются гормогониями и спорами. Класс содержит три порядка: осциллаториевые (Oscillatoriales), ностоковые (Nostocales) и стигонемовые (Stigonematales).

Порядок Осциллаториевые (Oscillatoriales)

Нитчатые гомоцитные водоросли. Основной представитель род осциллатория (Oscillatoria), виды которого часто образуют зеленую пленку на влажной земле и подводных предметах. Длинные нити осциллатории сложены из цилиндрических клеток. Рост происходит в результате поперечных делений клеток. Размножаются гормогониями.

Морской представитель порядка осциллаториевых — род триходесмиум (Trichodesmium), нити которого собраны в пучки.

Порядок Ностоковые (Nostocales)

В порядок объединены гормогониевые водоросли с гетероцитными (разноклеточным) неразветвленными нитями и нитями с ложным ветвлением. Основные представители: род анабена (Anabaena) с одиночными или собранными в неправильные скопления нитями; афанизоменон (Aphanizomenon), нити которого собраны в пучки или чешуйки; носток (Nostoc), образующий слизистые или студенистые колонии; калотрикс (Calothrix); ривулярия (Rivularia); глеотрихия (Gloeotrichia) и др.

Порядок стигонемовые (Stigonematales).

Это нитчатые водоросли с настоящим ветвлением.

Основные представители рода стигонема (Stigonema) и мастигокладус (Mastigocladus).

Распространение и экология сине-зеленых водорослей

Сине-зеленые водоросли распространены повсеместно на Земном шаре и поселяются там, где не могут произрастать другие растения.

Способность некоторых сине-зеленых фиксировать азот (Anabaena, Gloeocapsa, Nostoc, Calothrix) позволяет им поселяться в местах, где полностью отсутствует питательная среда, например, на вулканах после их извержения. Сине-зеленые водоросли могут поселяться в горячих источниках, благодаря особому коллоидному составу их протоплазмы. Термофилами — космополитами являются Mastigocladus laminosus, Phormidium laminosum. Виды роды Nostoc были найдены в Антарктиде при температуре воздуха -830С.

Сине-зеленые водоросли встречаются в пресных и соленых водах, обычны в почвенных и надпочвенных сообществах, в сырых местообитаниях, на камнях, коре деревьев, на ледниках и снежниках.

Многие сине-зеленые водоросли, произрастающие в планктоне эвтрофных (богатых питательными веществами) водоемах способны вызывать массовое «цветение» воды. Так, например, избыток красного пигмента фикоэритрина у водоросли Trichodesmium erythraeum вызывает «цветение» воды в Красном море, из-за чего последнее и получило своё название.

Некоторые сине-зеленые водоросли входят в состав лишайников — Gloeocaspa, Nostoc, Scytonema, Stigonema, Rivularia, Calothrix.

Отдел Красные водоросли (Rhodophyta)

Красные водоросли (багрянки) многочисленная группа водорослей (около 4 тыс. видов), в основном обитающих в море. Размеры варьируют от микроскопических до 1-2 м. Формы багрянок чрезвычайно разнообразные — нитевидные, пластинчатые, кораллоподобные. Красные водоросли содержат хлорофиллы a, b и d, каротины, ксантофилы, а также пигменты из группы билипротеинов: синие — фикоцианин и аллофикоцианин, красный — фикоэритрин. Размножаются вегетативным, бесполым и половым путем.

Для одноклеточных и колониальных форм багрянок характерно вегетативное размножение. У более высокоорганизованных красных водорослей вегетативное размножение не отмечено. Некоторые их них образуют споры.

Половой процесс оогамный. На растении — гаметофите образуются женские и мужские половые клетки (гаметы) без жгутиков. Мужские гаметы выбрасываются наружу и переносятся током воды. Женские гаметы остаются на растении и не выходят в окружающую среду при оплодотворении. Спорофиты диплоидны и имеют такой же вид, как и гаметофиты, это, так называемая, изоморфная смена поколений. На спорофитах образуются споры.

Красные водоросли используются человеком в пищевой промышленности. Например, широко известен полисахарид агар, получаемый из разных видов багрянок.

Отдел делят на два класса: бангиевые (Bangiophyceae) и флоридеи (Florideophyceae)

Класс бангиевые (Bangiophyceae)

Объединяет одноклеточные, колониальные и многоклеточные формы. Рост диффузный, в результате деления всех клеток слоевища. Клетки содержат одно ядро со звездчатым хроматофором (крупный хлоропласт) и одним центральным пиреноидом (тельце вокруг которого происходит отложение запасных питательных веществ). Размножение бесполое. Половое размножение известно только у самых высокоорганизованных представителей класса. Большинство видов обитают в пресных водоемах или почве.

Основные представители: порфиридиум (Porphyridium), хроотеце (Chroothece), гониотрихум (Goniotrichum), астероцитис (Asterocytis), порфира (Porphyra).

Класс флоридеи (Florideophyceae)

Класс объединяет многоклеточные сложно организованные формы. Клетки одноядерные, реже многоядерные с пристенными хлоропластами. Половое размножение свойственно всем флоридеям, если оно отсутствует, то только при вторичной утрате. У некоторых представителей известно бесполое размножение спорами. Большинство видов класса — типичные морские обитатели, распространенные по всему Земному шару.

Основные представители: пресноводные батрахоспермум (Batrachospermum) и леманея (Lemanea), морские мелобезия (Melobesia), литотамнион (Lithotamnion), кораллина (Corallina).

Отдел Зеленые водоросли (Chlorophyta)

Самый крупный отдел водорослей (13 тыс. видов). Характерно большое многообразие форм: одноклеточные, нитчатые, колониальные. Наиболее близки к высшим растениям. Представлены все типы дифференциации слоевища: монадная, коккоидная, пальмеллоидная, нитчатая, пластинчатая, сифональная. Для представителей характерна чисто зеленая окраска, так как среди пигментов преобладает хлорофилл a и b. Кроме того, присутствуют пименты: каротины и ксантофиллы. Жесткая клеточная стенка сложена целлюлозой и пектиновыми веществами. Запасные вещества — крахмал и масло.

Размножение вегетативное, бесполое и половое.

Обитают преимущественно в пресноводных водоемах, хотя встречаются и морские, почвенные и наземные формы.

Отдел включает в себя следующие классы: вольвоксовые (Volvocophyceae), протококковые (Protococcophyceae), улотриксовые (Ulotrichophyceae), конъюгаты (Conjugatophyceae) и сифоновые (Siphonophyceae).

Класс вольвоксовые (Volvocophyceae)

Наиболее примитивные представители зеленых водорослей. Встречаются как одноклеточные и колониальные формы. Типичным представителем одноклеточных является хламидомонада (Chlamidomonas). Клетки хламидомонады имеют шаровидную или эллипсоидную форму и покрыты оболочкой из гемицеллюлозы и пектиновых веществ. На переднем конце клетки располагаются два жгутика, у основания которых имеются две пульсирующие вакуоли. Всю внутреннюю часть клетки занимает протопласт с крупным пиреноидом с крахмальной сферой. Размножается хламидомонада бесполым путем при помощи двужгутиковых зооспор. Кроме того, возможно и половое размножение мейотическим делением клеток с образованием двужгутиковых гамет.

Другой типичный представитель вольвоксовых колониальный род вольвокс (Volvox). Колонии вольвокса имеют вид слизистых шаров, диметром до 2 мм, по периферии которых расположены соединенные плазмодесмами хламидомонадоподобные клетки. Клетки в колонии бывают двух типов — вегетативные, более мелкие и многочисленные и крупные генеративные, разбросанные между вегетативными клетками. Из генеративных клеток образуются партеногонидии (клетки бесполого размножения) и оогонии (женские половые гаметы) и антеридии (мужские половые клетки), осуществляющие половой процесс.

Класс протококковые (Protococcophyceae)

Это неподвижные клетки с плотной оболочкой и колонии таких клеток. Большинство представителей класса имеет коккоидную структуру. Клеточная оболочка целлюлозная или с примесью пектиновых веществ (у низших представителей может состоять полностью из пектина). Бесполое размножение осуществляется с помощью двухжгуктиковых зооспор, половой процесс — при помощи подвижных двухжгутиковых изогамет (изогамия — процесс слияния одинаковых одноядерных гамет в зиготу.

Исключение составляет только водоросль хлорелла (Chlorella), у которой отсутствуют подвижные стадии при бесполом размножении и не характерен половой процесс.

Основные представители: хлорелла (Chlorella), хлорококкум (Chlorococcum), протококкус (Protococcus).

Класс улотриксовые (Ulotrichophyceae)

Очень разнообразная группа нитчатых и пластинчатых водорослей, обитающих в соленых и пресных водоемах. Строение нитей может быть простым или разнонитчатым (гетеротрихальным). Пластинчатые формы бывают однослойными и двухслойными.

Бесполое размножение осуществляется подвижными зооспорами. Половый процесс изогамный.

Основные представители: улорикс (Ulothrix), ульва (Ulva), моносторома (Monostroma) и др.

Класс конъюгаты (сцеплянки) (Conjugatophyceae)

Класс объединяет одноклеточные и нитчатые формы с особым типом полового процесса — конъюгацией.

Конъюгация (лат. conjugatio — слияние, соединение) — процесс слияние протопластов двух вегетативных клеток, выполняющих функцию гамет.

Слияние происходит через специальный конъюгационный канал. Разделить клетки на мужские и женские иногда бывает довольно трудно и возможно только по прошествию некоторого времени: клеткой с женской потенцией будет клетка, которая содержит зиготу. Но часто слияние протопластов происходит в конъюгационном канале, который с зиготой разрастается до стенок материнских клеток. Это явление наблюдается в случае, когда движение протопластов по каналу идет с одинаковой скоростью. В таком случае, говорят об изогамии. У наиболее развитых представителей сцеплянок содержимое одной клетки перетекает в другую с образованием зиготы. Это явление получило название гетерогамии или анизогамии (от гр. гетеро -другой, анизос — неравный+гамос — брак). После периода покоя зигота прорастает и дает начало одной или нескольким проросткам. Для нормального протекания конъюгации необходимы благоприятные условия: теплая вода (от +15 до +24 0С) и интенсивная освещенность. Конъюгация длится не более 14 дней, начиная от образования конъюгационных каналов до созревания зиготы.

Также отличительной чертой класса является полное отсутствие в их жизненном цикле подвижных стадий. Хроматофоры всегда с пиреноидом, пластинчатого типа и очень разнообразные по форме. Конъюгаты космополитичны и их можно встретить в любой точке Земного шара, вплоть до Антарктиды. Живут сцеплянки в пресной и чуть подсоленной воде, но типично морских форм среди них нет. Кроме того, встречаются представителя класса и на земле — во мхах, на скалах, сырой земле и даже на ледниках.

Основные представители: спирогира (Spirogyra), зигнема (Zygnema), мужоция (Mougeotia) и др.

Класс сифоновые (Siphonophyceae)

Представители этого класса не имеют клеточного строения. Слоевище этих водорослей представляет одну гигантскую клетку с одним или множеством ядер. Иногда такая клетка бывает разделена на сегменты перегородками. Такая структура называется сифонной.

Сифоновые — самая древняя группа зеленых водорослей. Более 90% представителей группы обитают в морях, но есть и пресноводные формы.

Наиболее типичные представители: каулерпа (Caulerpa), кодиум (Codium), дазикладус (Dasycladus), ацетобулярия (Acetobularia).

Отдел золотистые водоросли (Chrysophyta)

К отделу относятся микроскопические водоросли, хлоропласты которых окрашены в золотистый цвет. Из пигментов известны хлорофилл а, е, много каротиноидов (каротины, ксантофиллы — фукоксантин). В процессе фотосинтеза вместо крахмала у золотистых водорослей образуется лейкозин. Бывают одноклеточными, колониальными и многоклеточными. Характеризуются большим многообразием форм таллома — амебоидный, монадный, пальмеллоидный, коккоидый, нитчатый, разнонитчатый и пластинчатый. Размножаются простым делением клетки, участками колонии или многоклеточного таллома. Бесполое размножение осуществляется при помощи одно — или двухжгутиковых зооспор, реже амебоидов. Половой процесс изогамный, хологамия (простейший тип полового процесса, при котором сливаются не специализированные гаметы, а целые одноклеточные организмы, выступающие на определенном этапе жизни в роли гамет) или автогамный (=самооплодотворение — слияние двух ядер, находящихся в одной клетке).

Распространены в основном в пресных водах, особенно характерны для кислых вод сфагновых болот.

Отдел включает пять классов:

Классы Основные представители
хризоподовые (Chrysopodophyceae) хризамеба (Chrysamoeba)
хризомонадовые (Chrysomonadophyceae) хромулина (Chromulina)
хризокапсовые (Chrysocapsophyceae) гидрурус (Hydrurus)
хризосферовые (Chrysosphaerophyceae) эпихризис (Epichrysis)
хризотриховые (Chrysotrichophyceae) нематохризис (Nematochrysis)

Отдел Диатомовые водоросли (Bacillariophyta)

Отдел насчитывает около 10 тысяч видов. Отличительной особенностью диатомей является наличие твердого панциря из кремнезема, который состоит из двух половинок — верхней большой эпитеки и нижней, менее крупной гипотеки. Большинство диатомей имеет двустороннюю симметрию и способность передвигаться по субстрату при помощи шва. Шов представляет собой щель в створке панциря. Движение цитоплазмы и трение об субстрат и обеспечивают движение. Диатомеи с радиальным строением такого шва не имеют.

Размножаются диатомовые водоросли простым делением клетки. При этом протопласт увеличивается в объеме, в результате чего теки расходятся. Протопласт делится и митотически ( митоз) делится ядро. В каждой половинке клетки достраивается гипотека. Затем клетка может делиться еще несколько раз. В результате, размеры клеток уменьшаются в несколько раз по сравнению с размерами первоначальной клетки. Тогда диатомеи образуют ауксоспоры, которые связаны с половым процессом. Вегетативные клетки диатомовых водорослей диплоидны. Перед половым делением происходи мейоз. Уже гапдоидные (после мейоза) клетки подходят друг к другу, раздвигают створки и их ядра сливаются попарно, образуя одну или две диплоидные ауксоспоры. Ауксоспоры растут и со временем превращаются в вегетативные особи.

Диатомеи обитают в основном в водоемах, но могут встречаться и в почвах, особенно влажных и заболоченных. Осаждаясь на дно в течение многих миллионов лет, диатомовые водоросли сформировали осадочную породу — диатомит.

В настоящее время диатомеи делятся на два класса: центрические диатомеи (Centrophyceae) и пеннатные диатомеи (Pennatophyceae).

Класс центрические диатомеи (Centrophyceae)

Представители центрических диатомей имеют различную форму строения клеток, но все они обладают радиальной симметрией. Клетки могут быть одиночными ли соединенными в нитевидные или цепочковидные колонии. Форма их может быть круглой, эллипсоидной, бочонковидной, призматической.

Центрические диатомеи — это преимущественно морские формы, обитающие в планктоне. В пресных водоемах их мало.

Основные представители: мелозира (Melosira), талассиозира (Thalassiosira), актиноциклос (Actinocyclus), биддульфия (Biddulphia).

Класс пеннатные диатомеи (Pennatophyceae)

Панцирь пеннатных диатомей имеет продольную симметрию. Створки в очертаниях бывают линейные, ланцетные, эллиптические, реже булавовидные, симметричные по отношению к продольной и поперечной плоскостям (иногда только к одной из плоскостей). Живут пеннатные диатомеи преимущественно в бентосе морей и пресноводных водоемах, реже в планктоне.

Основные представители: фрагилярия (Fragilaria), табеллярия (Tabellaria), навикула (Navicula).

Отдел желтозеленые водоросли (Xantophyta)

Желто-зеленые водоросли могут иметь одноклеточные жгутиковые, коккоидные, нитчатые и сифональные формы. Хлоропласты дисковидной формы. Содержат пигменты хлорофилл a и с, каротиноиды. Запасные вещества — глюкан, жиры. Размножаются за счет деления клетки или половым путем ( изогамия, оогамия).

Основные представители: ризохлорис (Rhizochloris), хлоротециум (Chlorothetium), трибонема (Tribonema), ботридиум (Botrydium).

Отдел бурые водоросли (Phaeophyta)

Бурые водоросли — высокоорганизованная группа водорослей, обитающая в морях. Своим названием бурые водоросли обязаны наличию в их клетках пигмента фукоксантина, который маскирует хлорофиллы a и c. Наличие пигмента фукоксантина является физиологическим приспособлением к фотосинтезу под водой. Фукоксантин способен улавливать синий цвет, который проникает в воду значительно глубже красного (хлорофиллы улавливают только более длинноволновый красный цвет). Формы водорослей — нитчатая и талломная. Запасают углеводы в виде растворимого ламинарина и маннита. Кроме того, бурые водоросли запасают жиры.

Самое необычное растение, о котором вы ничего не знали:  Осока чёрноколосая (растение, цветок или дерево)

Размножение вегетативное (отделившимися частями слоевища), бесполое (жгутиковые зооспоры) и половое ( изогамия). У многих бурых водорослей гаметофит отличатся от спорофита и наблюдается смена поколений и ядерных фаз в цикле развития.

Бурые водоросли имеют довольно большое хозяйственное значение. Из них изготовляют альгинаты (соли альгиновой кислоты, применяемые как стабилизаторы растворов и суспензий в пищевой промышленности). Они используются при изготовлении пластмасс, смазочных материалов и т.д. Кроме того, бурые водоросли используются в пищу (ламинарии, аларии).

Бурые водоросли представлены во всех морях Земного шара.

Бурые водоросли делятся на два класса: фэозооспоровые (Phaeozoosporophyceae), циклоспоровые (Cyclosporophyceae).

Класс фэозооспоровые (Phaeozoosporophyceae)

Главная особенность класса — это существование гаметофитов и спорофитов как самостоятельных форм развития.

Основные представители: эктокарпус (Ectocarpus), диктиосифон (Dictyosiphon), кутлерия (Cutleria), диктиота (Dictyota), ламинария (Laminaria).

Класс циклоспоровые (Cyclosporophyceae)

У представителей класса гаметофиты развиваются в слоевище спорофита виде слоя, выстилающего углубления (концептакулы или скафидии).

Основные представители: фукус (Fucus), саргассум (Sargassum), дурвиллеа (Durvillea).

Отдел пирофитовые (Pyrrophyta)

Это своеобразный отдел водорослей, представленный в основном одноклеточными организмами, распространенными в морях и пресных водоемах. Отличительной особенностью пирофитовых водорослей является их дорсовентральное строение (спинно-брюшное). Другой признак, отличающий представителей пирофитовых от других отделов, это наличие двух неравновеликих жгутиков, отличающихся также и по функциям. Важная черта представителей отдела — это наличие у них глотки, имеющей вид мешка или трубы.

Пирофитовые водоросли чрезвычайно разнообразны по окраске.

Размножение в основном вегетативное, путем продольного деления клетки, реже наблюдается бесполое размножение зооспорами и автоспорами. Половой процесс достоверно не известен.

Основные представители: гимнодиниум (Gymnodinium), церациум (Ceracium)

Отдел Эвгленовые (Euglenophyta)

Очень своеобразная группа одноклеточных подвижных водорослей. Систематическое положение эвгленовых до сих пор точно неясно — зоологи относят их к животным (тип Protozoa), ботаники к растениям. Эвгленовые содержат пигменты хлорофиллы a и b, но в темноте способны утрачивать их и переходить на гетеротрофное питание. У них отсутствует клеточная стенка, её функции выполняет белковая пелликула. Имеют глазок и пульсирующие вакуоли. Запасают углеводы в виде парамилона. Размножаются бесполым путем деления клетки надвое. Половое размножение не наблюдается.

В основном пресноводные формы.

Основные представители: эвглена (Euglena)

Отдел Харовые (Charophyta)

Наиболее сложно устроенные водоросли — их тело дифференцировано на узлы и междоузлия. В узлах находятся мутовки ветвей. Распространены в пресных и слабосоленых водоемах, где прикрепляются к грунту ризоидами. Пигменты — хлорофиллы a и b и каротиноиды. Запасное вещество — крахмал.

Размножаются вегетативно с помощью специальных структур — клубеньков, образующихся на ризоидах и на нижних частях стеблей. Харовые имеют своеобразное строение органов полового размножения, которые развиваются на «листьях» на вершине большинства члеников. Чаще всего женский орган — оогоний и мужской — антеридий располагаются на одном растении, но бывают и двудомные растения. Половой процесс — оогамия.

Распространены харовые водоросли в пресных и слабосоленых водоемах.

Основные представители: хара (Chara), нителла (Nitella), лихнотамнус (Lychnothamnus).

Роль водорослей в биосфере

Водоросли имеют огромное значение в биосфере. Они являются первичными продуцентами органики в Мировом океане. Сейчас известно, что на долю Мирового океана выпадает половина всего производства первичной продукции, выражающаяся в количестве фиксированного углерода. С водорослей начинаются практически все морские и пресноводные пищевые цепи, которые через зоопланктон, ракообразных доходят до рыб.

Другим следствием фотосинтеза является выделение кислорода. И здесь водоросли занимают лидирующие позиции. На долю водорослей приходится как минимум половина всей кислородной продукции биосферы (это намного больше, чем вклад наземных лесов).

Зачем студентам зеленый шарик вольвокса?

Колониальная зеленая водоросль вольвокс — хрестоматийный объект, на примере которого студентам и школьникам объясняют, каким образом из одноклеточных организмов получились многоклеточные. В статье профессора МГУ Н. А. Заренкова «Неевклидов Вольвокс, или почему не следует преподавать вольвокса в курсе зоологии», оспаривается правомочность такой интерпретации этого необычного организма.

Вольвокс, как мы помним из школьного курса биологии, — это зеленая водоросль, клетки которой группируются в сферу. Сфера может состоять из нескольких тысяч клеток, каждая из них имеет два жгутика и красный глазок. Этот многоклеточный шарик передвигается за счет движения жгутиков, обращенных наружу. Вольвоксов можно увидеть летом в любом водоеме, а любители поразглядывать всякую мелочь под микроскопом считают вольвокса одним из чудес микромира.

Студенты изучают вольвокса более подробно. В классическом курсе зоологии В. А. Догеля вольвокс приведен в качестве примера самого примитивного многоклеточного существа на Земле. Действительно, это всего лишь сфера из соединенных между собой фотосинтезирующих клеток в слизистом матриксе. Правда, при этом подчеркивается, что у такого простого многоклеточного организма уже имеется клеточная дифференциация: одни клетки выполняют роль соматических, а другие становятся репродуктивными. Только из репродуктивных клеток могут сформироваться дочерние колонии. Как и у других водорослей, в жизненном цикле вольвокса имеется бесполое и половое поколение, то есть одни колонии получаются вегетативным путем (без оплодотворения), а другие — в результате слияния половых клеток.

Традиционно считается, что в основе развития живого лежит движение «от простого к сложному». В соответствии с этим принципом, становление многоклеточности рассматривается как движение от простых колониальных форм к сложным. Индивидуальное развитие самого простого многоклеточного организма интерпретируется как модель происхождения многоклеточности. Зародыш вольвокса представляет собой диск, который заворачивается в маленькую сферу. Предполагается, что дальнейшие эволюционные преобразования проходили по принципу миграции части клеток внутрь сферы и последующей дифференциации клеток в ткани и органы. Вольвокс же остановился на стадии полой сферы. Студентам предлагается именно эта схема.

Однако Н. А. Заренков акцентирует внимание на том, что механизмы дифференциации клеток на соматические и репродуктивные у вольвокса и механизмы дифференциации клеток у зародышей настоящих многоклеточных разные. Причем это касается в равной мере и реальных зародышей многоклеточных животных, и гипотетического предка многоклеточных — фагоцителлы И. И. Мечникова. Рассуждения автора основаны прежде всего на геометрии зародышей вольвокса и настоящих многоклеточных.

Дифференциация клеток происходит из-за неравномерного распределения ресурсов (любых ресурсов!) в пределах ассоциации клеток. Равномерное распределение ресурсов между клетками может теоретически достигаться только тогда, когда контакт всех клеток со всеми одинаков или легко и быстро устанавливается. Понятно, что чем больше клеток, тем труднее устанавливается контакт всех со всеми. Мало того, в зависимости от того, в какую фигуру организованы клетки, эта неравномерность контактов будет различна.

В фигуре типа «плоский диск» (такая стадия есть в развитии вольвокса, но отсутствует у настоящих многоклеточных) сильнее всего будут отличаться от других клетки наружного края, то есть возникнет радиальный градиент условий. У фигуры типа «шар» неоднородность контактов будет направлена от центра шара к периферии. Все эти неравномерности будут создавать различные типы дифференциации. У сферы будут создаваться отдельные ассоциации клеток, которые связаны между собой сильнее, чем с соседними группами. У шара дифференциация будет послойная. И при этом один тип дифференциации никак не выводится из другого, здесь нет движения от простого к сложному, здесь есть, как подчеркивает автор статьи, лишь разнообразие типов дифференциации.

Необходимо заметить, что данная работа — это лишь отсвет того взрыва публикаций, который наблюдается в современной научной литературе по проблеме формообразования и становления многоклеточности у животных. И сейчас вполне утвердилось мнение о том, что вольвокс не является примитивной формой многоклеточного организма. Самые древние формы вольвокса известны из отложений среднего карбона (около 300-320 млн лет назад), а древнейшие многоклеточные регистрируются палеонтологической летописью около 580 млн. лет назад. А молекулярные данные говорят о более древнем происхождении многоклеточных (1 млрд лет назад).

Развитие вольвокса имеет ряд удивительных особенностей, и он никак не может считаться примитивным. Например, в нем присутствует стадия выворачивания дочерней колонии наизнанку. Но вместе с тем аналоги некоторых генов, отвечающих за дифференциацию клеток у вольвокса, известны у всех других многоклеточных. Однако самым любопытным фактом, на мой взгляд, является то, что столь важное эволюционное событие, как появление многоклеточности, происходило неоднократно у разных групп животных и растений. Причем рекордсменом, достойным книги Гиннеса, является то семейство водорослей, к которому принадлежит вольвокс: многоклеточность в нем возникала независимо не менее 9 раз!

См. также:
1) David L. Kirk. A twelve-step program for evolving multicellularity and a division of labor. Pdf, 502 Кб // BioEssays 27: 299–310 (2005).
2) I. Nishii, S. Ogihara, D. L. Kirk. A kinesin, invA, plays an essential role in volvox morphogenesis // Cell. 2003. 113(6): 743-753.

Класс ВОЛЬВОКСОВЫЕ
(Volvocophyceae)

Класс ВОЛЬВОКСОВЫЕ (Volvocophyceae) К классу вольвоксовых относятся наиболее примитивные представители отдела зеленых водорослей (Chlorophyta), имеющие монадную структуру тела. В вегетативном состоянии они подвижны в течение всей жизни. Громадное большинство вольвоксовых — одноклеточные организмы, но есть также ценобиальные формы, а у видов рода вольвокс (Volvox) таллом представляет собой колонию. Независимо от строения тела слагающие его клетки всегда несут на переднем конце два, реже четыре одинаковых жгутика; лишь у небольшого числа примитивных форм могут наблюдаться два или три неравных жгутика; очень редко бывает только один жгутик. Оболочка клеток пектиновая или целлюлозная, обычно достаточно твердая; она плотно прилегает к протопласту или отстает от него, иногда снаружи образует выросты разнообразной формы или ослизняется, реже у клеток имеется только тонкий перипласт. Вольвоксовые — одноядерные формы. Ядро у них шаровидное, обычно с хорошо выраженным ядрышком, и располагается, как правило, в центре клетки, реже в передней или задней ее части. Хлоропласт, за очень редким исключением, один, стенкоположный, обычно чашевидный, с одним крупным пиреноидом в утолщенной части, реже пиреноидов два или несколько, иногда они вовсе отсутствуют. На хлоропласте, обычно в передней его части, находится красное пятнышко — глазок. Имеются пульсирующие вакуоли, чаще всего две, расположены они спереди, у основания жгутиков, реже их несколько, и они разбросаны по всему протопласту в вырезках хлоропласта. Громадное большинство вольвоксовых — фототрофы, хотя известны случаи гетеротрофного и миксотрофного питания. В процессе фотосинтеза наряду с крахмалом могут вырабатываться масло и волютин. Размножение вольвоксовых осуществляется вегетативным, бесполым и половым путем. Особенно большого разнообразия достигают здесь формы полового процесса, в результате которого возникает зигота, прорастающая после периода покоя. При прорастании зиготы обычно образуются четыре, реже большее число зооспор, дающих начало новым особям. У некоторых видов зигота вначале подвижна, и тогда ее называют планозиготой, в отличие от неподвижной гипнозиготы. Вольвоксовые — типичные активные планктеры. Обитают они преимущественно в мелких, стоячих, нередко быстро пересыхающих водоемах — в лужах, канавках, болотах, отстойниках, на полях фильтрации, в биологических прудах очистных сооружений и в других водоемах с органическими загрязнениями воды. Реже они встречаются в водохранилищах, озерах, старицах и реках. Известны формы, обитающие в водоемах с высокой степенью солености и в почве. Происхождение вольвоксовых легко можно вывести из первичных примитивных амебоидных форм. Эволюция в пределах класса шла, по-видимому, в трех направлениях: 1) по линии усложнения полового процесса — от наиболее примитивного гологамного к наиболее сложному оогамному; 2) в направлении усложнения одноклеточного таллома через ценобиальные формы к колониальным с хорошо выраженной дифференциацией клеток на вегетативные и репродуктивные; 3) в направлении утраты подвижности в вегетативном состоянии — одного из наиболее примитивных признаков растительной клетки. Эта линия эволюции привела к формированию протококковых водорослей, составляющих самостоятельный класс зеленых водорослей. Значение вольвоксовых в природе и в жизни человека велико. Прежде всего это активные санитары загрязненных и сточных вод. Развиваясь в массе в многочисленных мелких и сильно загрязненных водоемах, Вольвоксовые принимают самое активное участие в процессах самоочищения загрязненных вод. Благодаря способности вольвоксовых выдерживать различную степень загрязнения среды обитания их используют в качестве показательных форм при биологическом анализе загрязненных вод. Вольвоксовые принимают также активное участие в отложении сапропелей, являются одним из звеньев в цепи питания гидробионтов. Некоторые из них способны вызывать зеленое и красное «цветение» воды в крупных водоемах, где создаются оптимальные условия для их массового развития. Из некоторых видов, вызывающих красное «цветение», можно получать каротин, препараты которого широко используются в практике. Вольвоксовые водоросли представляют собой большую и четко очерченную систематическую группу зеленых водорослей, которую естественнее всего принимать в ранге класса. Класс вольвоксовых подразделяют на два весьма неодинаковых по объему подкласса: протохлориновые (Protochlorinophycidae) и собственно вольвоксовые (Volvocophycidae). Первый из них, объединяющий в своем составе очень небольшое число родов и видов с примитивным строением тела, изучен еще совершенно недостаточно, и здесь мы рассматривать его не будем. Наоборот, собственно Вольвоксовые объединяют очень большое количество видов, и мы рассмотрим их более подробно. Громадное большинство их имеет хорошо выраженную плотную оболочку и обычно два, реже четыре равных жгутика. Наиболее просто устроенные представители этого подкласса, с оболочкой в виде тонкого и нежного перипласта, выделены в порядок полиблефаридовых (Polyblepharidales); одноклеточные формы с хорошо выраженной плотной оболочкой выделяют в наиболее обширный порядок хламидомонадовых (Chlamydomonadales); ценобиальные и колониальные формы объединены в сравнительно небольшой порядок волъвоксовых (Volvocales). Из вышесказанного видно, что класс вольвоксовых (Volvocophyceae)—это сравнительно однородная группа отдела зеленых водорослей (Chlorophyta). Они характеризуются только одной монадной структурой тела. Таллом их преимущественно одноклеточный, у некоторых типично ценобиальный, у немногих колониальный. Строение клетки в общем однородное, почти у всех видов хламидомонадоподобное. Вольвоксовые не являются тупиковой ветвью в эволюции зеленых водорослей. Потеряв подвижность, представители вольвоксовых на каком-то этапе исторического развития передали эстафету протококковым водорослям.

Вольвокс

Вольвокс – род колониальных растений из отдела зеленых водорослей. В настоящее время изучено около 20 видов данного рода. Эти подвижные колониальные организмы распространены в пресных водоемах со стоячей водой. В период массового размножения окрашивают воду в зеленый цвет. Появляется так называемое «цветение» воды.

Строение . Колония вольвокса выглядит как небольшой подвижный зеленый шар (до 2-3 мм в диаметре). Каждая колония объединяет от сотен до десятков тысяч клеток вольвокса, расположенных на поверхности шара. Между собой клетки соединены особыми протоплазматическими нитями. Внутренняя полость сферы заполнена жидким слизистым веществом. Клетки вольвокса по строению сходны с хламидомонадой. Парные жгутики каждой клетки обращены кнаружи.

Размножение вольвокса осуществляется как бесполым, так и половым путем. На уровне колонии вольвокса отмечается специализация клеток. Основная масса клеток – вегетативные. Между ними находятся крупные генеративные клетки, участвующие в размножении. В оогониях образуются яйцеклетки, в антеридиях – сперматозоиды. После слияния гамет формируется зигота – ооспора. Прорастание ооспоры наблюдается в весенний период. В жизненном цикле вольвокса только у зиготы имеется двойной набор хромосом, вегетативные клетки гаплоидны.

В бесполом размножении участвуют особые клетки партеногонидии. Деление данных клеток осуществляется перпендикулярно к поверхности шара, в результате чего появляется дочерний шар.

Изучение вольвокса позволяет сделать научное предположение о том, что в процессе эволюции развитие живых организмов от одноклеточных к многоклеточным происходило через формирование колониальных форм. Эти растения вызывают большой интерес ученых как типичный пример колониальных форм среди водорослей.

Отряд Зеленые водоросли: характеристика некоторых представителей

Содержание статьи

  • Отряд Зеленые водоросли: характеристика некоторых представителей
  • Почему папоротники — высшие растения
  • Кто такие одноклеточные организмы

Чем характеризуются зеленые водоросли

Зеленые водоросли – это отдел низших растений, которые характеризуются ярко-зеленой окраской из-за большого количества хлорофилла в их клетках. Эти водоросли содержат такие же пигменты, как и у высших растений (каротин, ксантофилл и хлорофиллы). Растения делятся на несколько видов: колониальные, одноклеточные и многоклеточные. При этом последние чаще встречаются нитевидной и изредка пластинчатой формы. Некоторые из зеленых водорослей имеют неклеточное строение, в это трудно поверить, глядя на большие размеры и кажущееся сложным внешнее расчленение.

Подвижные колониальные и одноклеточные виды водорослей — гаметы и зооспоры имеют 2-4, а иногда и больше жгутиков и светочувствительный глазок. Клетки этих растений имеет одно, реже несколько ядер, обычно они одеты в оболочку из целлюлозы. Зеленые водоросли могут размножаться вегетативным способом (деление тела надвое у одноклеточных, у нитевидных многоклеточных – участками таллома), бесполым (неподвижными спорами и зооспорами) и половым (гетерогамия, изогамия, конъюгация и оогамия) способами.

Какие есть разновидности зеленых водорослей

Зеленые водоросли делятся на два подотдела: конъюгаты и непосредственно зеленые. Зеленые в свою очередь делятся на шесть классов: вольвоксовые, протококковые (хлорококковые), сифоновые, сифонокладовые и улотриксовые. Эти растения наиболее густо распространены в пресных водах, но иногда встречаются и в морях. Некоторые зеленые водоросли — плеврококк и трентеполия, могут обитать в почве и на стволах деревьев. Колониальные и одноклеточные растения входят в состав планктона, если им удается развиться в большом количестве, то вызывают цветение воды.

Монострома и морской салат в странах Восточной Азии употребляется в пищу. Во многих странах сценедесмус, хлорелла и другие одноклеточные используются в качестве основы корма для сельскохозяйственных животных, а также для восстановления воздуха в замкнутых экосистемах (например, на подводных лодках) и для биологической очистки сточных вод.

Самым типичным представителем зеленых водорослей является хламидомонада, своим строением она схожа со жгутиковыми. Это одноклеточное растение овальной формы и с двумя жгутиками. Клетка этой водоросли состоит из красного глазка, оболочки, пульсирующей вакуоли, цитоплазмы, чашеобразного хроматофора с пиреноидом и ядра. Хламидомонады обитают на сырой земле и в лужах, размножаются зооспорами, бесполым и всеми тремя формами полового пути.

Добавить комментарий