Klasifikacija praktičnog i medicinskog značaja algi. Odjel za alge

Udžbenik je pisan u skladu sa zahtjevima Federalnog državnog obrazovnog standarda visokog stručnog obrazovanja na smjeru "Pedagoško obrazovanje" i upotpunjuje znanja studenata iz teorijskog dijela predmeta "Botanika" (sistematika biljaka i gljiva) . Materijal priručnika učenici mogu koristiti i za jedno i za drugo samostalan rad, a za rad u učionici pod vodstvom nastavnika.

* * *

Sljedeći odlomak iz knjige Botanika. Sistematika biljaka: tutorial(S. K. Pyatunina, 2013.) obezbedio naš partner knjige - kompanija LitRes.

Morske alge (alge)

Velika i raznolika grupa nižih talusnih biljaka čije je primarno stanište voda. Alge ujedinjuju nekoliko nezavisnih i, po svoj prilici, nezavisno razvijenih odjela. Predstavnici odjela razlikuju se po setu pigmenata, detaljima fine strukture hromatofora, u produktima fotosinteze koji se akumuliraju u ćeliji (rezervne tvari), te u strukturi flagelarnog aparata. Niže biljke su jednoćelijski, kolonijalni ili koenobijalni i višećelijski organizmi. Kolonije se nazivaju cenobije, u kojima je broj ćelija određen u ranim fazama razvoja i ne mijenja se do sljedeće faze razmnožavanja (reprodukcije). Rast coenobije nastaje zbog povećanja veličine ćelija, a ne njihovog broja. Postoje sljedeće vrste morfološke organizacije talusa:

1. Monadic- ćelije koje se aktivno kreću uz pomoć flagela.

2. kokoid- nepokretne ćelije.

3. rizopodijalni (ameboid)- vegetativne ćelije nisu prekrivene membranama i mogu razviti citoplazmatske procese - rizopodije.

4. palmeloid, ili kapsula, tip organizacije predstavljaju nepokretne ćelije uronjene u uobičajenu sluz.

5. filamentous- ćelije povezane u niti, jednostavne ili razgranate.

6. heterotrihi ili multifilamentni,- složena verzija filamentne strukture, koju karakteriziraju dva sistema niti: puzanje duž podloge i vertikalne niti koje se protežu od njih.

7. lamelarni- tali u obliku ploča.

8. Sifonalni- tali, često veliki, formalno predstavljaju jednu ćeliju, obično sa velikim brojem jezgara.

9. sifonocladal organizaciju predstavljaju multinuklearne ćelije povezane u filamentozne ili druge oblike višećelijskih tali. U prvim fazama formiranja talusa ima sifonski tip strukture.

Alge se mogu razmnožavati na tri načina: vegetativno, aseksualno i spolno. Vegetativno razmnožavanje se sastoji u odvajanju dijela vegetativnog steljnjaka od cijele biljke, čime nastaje novi stelj. Aseksualna reprodukcija se odvija uz pomoć specijalizovanih ćelija - spor, proizveden u sporangijama. Spore su pokretne (zoospore) ili nepomično (aplanospore). Mogu biti identičnog oblika kao i roditeljski tali. (autospore jednoćelijske alge) ili se oštro razlikuju od njih (jednostanične spore višećelijskih algi).

Seksualna reprodukcija u algama je izuzetno raznolika. Najjednostavniji oblici seksualnog procesa - stapanje morfološki nerazlučivih vegetativnih jedinki - hologamija i konjugacija. U značajnom dijelu algi dolazi do stvaranja specijaliziranih zametnih stanica - gamete. Razlikuje se sljedeće ponašanje hemeta:

1. izogamija - fuziju gameta iste veličine i oblika.

2. heterogamija - oba tipa kopulirajućih gameta imaju flagele, ali je ženka veća i manje pokretna od mužjaka.

3. Oogamy - spajanje nepokretnog ženskog jajeta i mobilne muške ćelije. Kopulirajte gamete koje su nastale na istoj jedinki (homotalizam) ili na različitim jedinkama (heterotalizam). Heterotalizam se opaža u bilo kojem obliku seksualnog procesa. U izogamnim oblicima, gamete s morfološkim identitetom ispadaju fiziološki različite i označene su konvencionalnim znakovima "+" i "-". Zovu se muške gamete koje imaju flagele spermatozoida, koji nemaju flagele, ali se mogu kretati uz pomoć ameboidnih pokreta nazivaju se spermatozoida. Kao rezultat seksualnog procesa formira se diploidna ćelija - zigota.

Životni ciklus, ili ciklus reprodukcije algi, uključuje vegetativni rast, aseksualnu sporulaciju, seksualni proces, faze mirovanja. Odnos diploidne i haploidne faze u životnom ciklusu algi nije isti. U nekim slučajevima, klijanje zigote je praćeno redukcijskom diobom (mejozom) zigote. (zigotska redukcija), dok su biljke u razvoju haploidne. U mnogim zelenim algama zigota je jedina diploidna faza u ciklusu razvoja; cijela vegetativna faza prolazi u haploidnom stanju. Ovaj životni ciklus se zove monohaplobiont. U nekim drugim algama, naprotiv, cijela vegetativna faza je diploidna, haploidnu fazu predstavljaju samo gamete, prije čijeg formiranja dolazi do redukcijske diobe jezgra. (smanjenje igre),životni ciklus - monodiplobiontic. U nekim drugim, redukciona podjela jezgra prethodi formiranju spora koje se razvijaju na diploidnim steljcima. (sporička redukcija). Izrastaju u haploidne biljke koje se razmnožavaju spolno. (gametofiti). Nakon fuzije gameta, zigota se razvija u diploidnu biljku, koja nosi organe aseksualne reprodukcije ( sporophytes). Dakle, ove alge imaju smjenu generacija (generacija): diploidne i haploidne. Životni ciklus - haploidno-diploidno. Obje generacije mogu biti morfološki iste ( izomorfna smjena generacija) ili drastično drugačijeg izgleda (heteromorfna smjena generacija).

Na praktičnoj nastavi izučavaju odjele: zelene (Chlorophyta), dijatomeje (Bacillariophyta ili Diatomeae), smeđe (Phaeophyta), crvene (Rhodophyta) alge.

Odjel za zelene alge (Chlorophyta)

Odeljenje zelenih algi je najveće po broju vrsta (do 20.000 vrsta) i morfološki raznoliko odeljenje algi. Postoje i mikroskopski mali, jednoćelijski oblici (monadni i kokoidni) i prilično složeno raspoređeni filamentni, heterotrihi, sifonalni, sifonokladalni i lamelarni oblici, koji dosežu nekoliko desetina centimetara. Područje distribucije zelenih algi je također opsežno (nalaze se širom svijeta) i njihova ekološka amplituda je široka. Žive u slatkim i morskim vodama, neki žive van vode. Ali uz svu raznolikost, zelene alge imaju broj zajedničke karakteristike:

1) sastav pigmenta: hlorofil a i u, karotenoidi i ksantofili;

2) glavni rezervni proizvod ugljenohidratne prirode, skrob, deponuje se u hromatoforu oko pirenoida;

3) fotosenzitivno oko - stigma, koja se nalazi u stromi hromatofora;

4) tilakoidi koji nose pigmente imaju tendenciju da se slažu;

5) flagele su izomorfne (jednake strukture) i izokontoidne (jednake dužine).

Klasa Zapravo zelene, ili jednake flagele, alge (Chlorophyceae, Isocantae)

Predstavnike ove klase karakterizira aseksualna reprodukcija uz pomoć nepokretnih aplanospora ili pokretnih zoospora s dvije do četiri, rjeđe mnogo izokontnih i izomorfnih flagela. Seksualni procesi - hologamija ili kopulacija gameta - izogamija, heterogamija, oogamija. Zigota obično prolazi kroz stanje mirovanja i klija kada nastupe povoljni uslovi, a njeno diploidno jezgro se odmah deli redukcijom. U skladu sa koracima morfološke diferencijacije talusa, klasa se dijeli na redove.

Naručite Volvox (Volvacales)

Red uključuje jednoćelijske, kolonijalne i koenobijalne alge opremljene flagelama, odnosno monadnom organizacijom.

Rod Chlamydomonas (Chlamydomonas)

Chlamydomonas je opsežan rod od oko 500 vrsta, široko rasprostranjenih u prirodi. Njegove vrste se mogu naći u plitkim, dobro zagrijanim rezervoarima, lokvama, jarcima. Masovnim razvojem izaziva cvjetanje vode, posebno u rezervoarima zagađenim organskim tvarima. Talus hlamidomonasa je jednoćelijski, monadne organizacije, odnosno u aktivnom stanju, hlamidomonas se brzo kreće uz pomoć dvije jednake flagele pričvršćene za prednji kraj tijela. Fazu aktivnog kretanja zamjenjuje stanje mirovanja. Ovo je takozvani stadij sličan palmeli, kada ćelije izgube svoje bičeve, njihove membrane postaju jako sluzave i formiraju agregacije ćelija Chlamydomonas uronjene u uobičajenu sluz. U ovom obliku, ćelije hlamidomonase se množe diobom. Ulazeći u povoljne uslove postojanja, klamidomonas ponovo proizvodi flagele i prelazi na aktivno kretanje.

Chlamydomonas ima celulozno-pektinsku staničnu membranu, hromatofor u obliku čaše sa jednim ili više pirenoida koji se nalaze u donjem dijelu i oko osjetljivo na svjetlost (stigma) u gornjem dijelu. Jezgro se nalazi u produbljenju hromatofora, nalazi se par pulsirajućih vakuola. Aseksualno razmnožavanje zoosporama odvija se u povoljnim uslovima staništa. Svaka Chlamydomonas može potencijalno da se razmnožava i vegetativno i aseksualno, kao i da učestvuje u seksualnom procesu. Tokom aseksualne reprodukcije, protoplast se dijeli na 4 ili 8 dijelova, formiraju se zoospore. Seksualni proces kod većine vrsta je izogaman. Gamete se formiraju na isti način kao i zoospore, ali u većem broju (32 ili 64). Zigota je dobro prilagođena da izdrži nepovoljne uslove. Njegovo klijanje je praćeno redukcijskom diobom. Ciklus razvoja hlamidomonas je monohaplobionski.

Rod Volvox (Volvox)

Rod Volvox je kolonijalna ili koenobijalna alga. Mali rod Volvoxa živi u čistoj stajaćoj vodi, barama i malim jezerima. Ovo je najorganizovaniji predstavnik Volvox reda. To je velika lopta, koja doseže 2-3 mm u promjeru, prekrivena tankim slojem sluzi (involucrum), ispod koje se u jednom sloju po periferiji lopte nalaze bifgelirane stanice. Njihov broj se kreće od 500 do 60 000. Unutrašnju šupljinu lopte zauzima tečna sluz. Ćelije kolonije slične su po strukturi ćelijama hlamidomonas. Ali ljuska svake ćelije je jako sluz, tako da su protoplasti susjednih stanica udaljeni jedan od drugog i citoplazmatski procesi prodiru u debljinu sluzokože. Na dodirnim tačkama se formiraju plazmodezme.

U aseksualnoj reprodukciji je uključeno 8-10 ćelija, koje se nalaze u zadnjem delu, u odnosu na smer kretanja, delu sfere. Ovo su gonidije. Između ostalog, ove ćelije se razlikuju po većim veličinama. Kada se podijele, prvo se formira ravna ploča od 16 ćelija (gonični stadij), daljnja podjela dovodi do formiranja otvorene sfere s malom otvorenom rupom usmjerenom prema vanjskoj površini roditeljske kolonije. Formirajuće ćelije novog organizma se svojim flagelama pretvaraju u sferu. Normalna orijentacija ćelija (sa prednjim krajevima okrenutim prema van) postiže se potpunim okretanjem otvorene sfere iznutra prema van, tek nakon toga njen otvor se zatvara. Reproduktivne ćelije se vrlo rano diferenciraju, tako da se unutar majčinog organizma mogu uočiti ne samo kolonije kćeri, već i kolonije unuka. Mlade kolonije se puštaju nakon uništenja matične kolonije.

Ćelije koje služe za seksualnu reprodukciju su oogonije i anteridije. Tamnozelene oogonije su mnogo veće od ostalih ćelija i nemaju flagele. U oogonijumu se razvija jedno veliko jaje. Anteridije formiraju pakete spermatozoida. Seksualni proces u Volvoxu je oogaman. Postoje dvospolne i dvodomne vrste, kao i homo- i heterotalični klonovi. Formira se zigota u mirovanju, koja klija kao mlada kćerka kolonija nakon redukcijske diobe diploidnih jezgara. Ciklus razvoja je monohaplobiontni.

Objekti: r. chlamydomonas, r. volvox.

Napredak

1. Razmotrite hlamidomonasu prvo pri malom uvećanju (m. uvećano), zatim detaljnije pri velikom (b. uvećano), proučavajte nepokretne jedinke, posmatrajte kretanje hlamidomonasa.

2. Napravite dva crteža:

a) pojava hlamidomonasa. Označiti ljusku, hromatofor;

b) dijagram strukture ćelije chlamydomonas, koristeći tabelu. Označite membranu, citoplazmu, jezgro, hromatofor, ocelus (stigma), pirenoid, flagelu, pulsirajuće vakuole.

3. Razmotrite na m. i skicirati sfernu coenobiju volvoksa sa kćerkim kolonijama iz preparata.

4. Napravite šematski crtež koristeći tabelu, koji odražava strukturne karakteristike coenobije. Imenujte protoplaste, citoplazmatske procese, plazmodesmate, flagele, oogonije, anteridiju.

Naručite Chlorococcal (Chlorococcales)

Red uključuje jednoćelijske i koenobijalne oblike sa organizacijom kokoidnih ćelija.

Rod Chlorococcus (hlorokok)

Rod Chlorococcus sadrži 38 vrsta i nalazi se u raznim staništima: u vodi, kako u planktonu, tako iu bentosu; u tlu, kao i na kori drveća, na starim drvenim zgradama. Klorokok je dio lišajeva.

To je jednoćelijska kokoidna alga, nepokretna u vegetativnom stanju. Ćelije imaju čašasti hromatofor sa pirenoidom, ali nemaju flagele, okele i pulsirajuće vakuole. Jezgro se nalazi u udubljenju hromatofora. Kod starih osoba može se uočiti nekoliko jezgara, ćelije su prekrivene debelom celuloznom membranom.

Chlorococcus se razmnožava aseksualno uz pomoć izduženih biflagelatnih zoospora. Protoplast matične stanice dijeli se i formira od 8 do 32 zoospore, koje se oslobađaju nakon uništenja zida matične stanice. Period aktivnog kretanja je kratak; nakon nekog vremena plivaju, zoospore gube bičice, oblače se u školjku, rastu, dostižući veličine karakteristične za određenu vrstu. Seksualni proces je izogaman. Ciklus razvoja je monohaplobiontni.

Genus Hydrodition (Hidrodikcija)

Hidrodicija je mali, ali široko rasprostranjen rod. Nalazi se u rukavcima rijeka, bara i drugih stajaćih vodnih tijela obogaćenih dušikom. Ovo je makroskopska koenobijalna alga, sastavljena od velikog broja (do 20.000) ćelija. Stari primjerci dosežu metar dužine, a ćelije su im do jedan i pol centimetra.

Hidrodikcija izgleda kao zatvorena mreža, koja se sastoji od 5-6 ćelija uglja formiranih od divovskih ćelija povezanih na svojim krajevima. Odrasle ćelije retikuluma sadrže jednu džinovsku vakuolu, citoplazma je parijetalna i sadrži mrežasti hromatofor sa brojnim pirenoidima i velikim brojem malih jezgara. Školjka je celulozna. Svaka ćelija obavlja sve funkcije tijela (ishranu i reprodukciju).

Reprodukcija vodene mreže je aseksualna i seksualna. Ćelije koje su već dostigle dovoljno velike veličine(0,2 mm). U protoplastu se formira toliki broj zoospora koji je karakterističan za ovu vrstu retikuluma. Zoospore ne napuštaju matičnu ćeliju, već se neko vrijeme kreću unutar ćelije.

Zatim se flagele odvajaju i presavijaju u mladu mrežicu, držeći se jedna uz drugu na onim mjestima gdje prolaze niti mikrotubula. Ćelije mladog retikuluma su mononuklearne, sa lamelarnim hromatoforom koji nosi jedan pirenoid. Neko vrijeme mlada mreža živi ispod ljuske matične ćelije, ali njena veličina se brzo povećava, ćelije su izdužene. Na kraju se ljuska matične ćelije uništava, a mreža počinje samostalno živjeti.

Seksualno razmnožavanje je izogamno, polne ćelije se formiraju više od zoospora i mnogo su manje. Zigota je obojena hematohromskom ciglanom crvenom bojom. Nakon perioda mirovanja, zigota se redukcijom dijeli i klija u četiri velike zoospore. Oni su neaktivni, ubrzo gube flagele i ponovo se prekrivaju debelom, ali već skulpturalnom ljuskom, pretvarajući se u tzv. poliedar Poliedri, čije ljuske imaju procese, a sadržaj je bogat masnim inkluzijama, očigledno su važni za distribuciju algi. Poliedri dobro podnose isušivanje i stoga su druga faza mirovanja u ciklusu razvoja vodovodne mreže.

Rod Chlorella (klorela)

Hlorela je veoma rasprostranjena alga. U prirodi se nalazi u planktonu i bentosu različitih vodenih tijela, na tlu, sudjeluje u formiranju tijela lišajeva, a također živi u simbiozi s malim životinjama, formirajući takozvanu zooklorelu. Jedna je od kultiviranih algi. Zbog visoke stope reprodukcije, klorela daje visok prinos biomase.

Chlorella je jednoćelijska sferna kokoidna alga. Protoplast sadrži hromatofor u obliku zvona sa velikim udubljenjem. U šupljini hromatofora može se naći jezgro. Chlorella se razmnožava samo aseksualno autosporama. Seksualni proces je nepoznat. Ciklus razvoja je aseksualan, monohaplobiontni.

Objekti: r. chlorococcus, r. vodena mreža, r. chlorella.

Napredak

1. Razmotrite na b. odveo. i nacrtati Chlorococcus. Označite debelu ljusku (prilagodbu aerofilnom načinu života), hromatofor u obliku čaše.

2. Razmotrite na m. fragment coenobiuma vodene mreže i crteža, prikazujući ćelije sa 5-6 kutova koje formiraju coenobium. Označite ćeliju coenobije, hromatofore.

3. Razmotrite na b. odveo. i nacrtajte ćeliju coenobiuma sa mladim coenobiumom unutar ćelije. Označite ljusku matične ćelije, mladi coenobium.

4. Skicirajte hlorelu na b. odveo. Imenujte debelu ljusku, hromatofor.

Naručite Ulotrix (Ulothrichales)

Red objedinjuje alge koje imaju steljku u obliku nerazgranate niti, sastavljene od mononuklearnih ćelija, rjeđe lamelarnog ili cjevastog talusa.

Rod Ulotrix (Ulothrix)

Ulothrix je prilično veliki rod, koji se nalazi u slatkim i blago bočatim vodenim tijelima, preferirajući čistu tekuću vodu. U priobalnom pojasu rijeka i potoka, posebno u područjima sa pogodna klima možete upoznati Ulothrix zonata. Ulothrix je bentoška, ​​pričvršćena alga koja formira nakupine na obalnim stijenama.

Ulothrix je višećelijska filamentozna nerazgranana alga. Sve ćelije, osim bazalne, koja služi za pričvršćivanje, su istog tipa. Prekrivene su tankom, ponekad sluzavom, celuloznom membranom. Hromatofor je parijetalan u obliku zatvorenog ili otvorenog pojasa sa velikim brojem pirenoida. U ćelijama postoji samo jedno jezgro. Broj ćelija u filamentima je neodređen, jer se ćelije u gornjim delovima neprestano dele u istoj ravni. Ulothrix se razmnožava vegetativno (fragmentacijom niti), aseksualno i spolno. Aseksualnu reprodukciju provode zoospore opremljene sa četiri izokontne i izomorfne flagele. Zoospore, klijajući, formiraju ulotrix filamente. Bilo koja osim bazalne ćelije filamenta može potencijalno postati zoosporangij. Ulothrix formira bifgelirane izogamete. Nakon spajanja, formira se planosigota (pokretna ćelija sa četiri flagele), koja zatim gubi flagele i diferencira se u jednoćelijski osebujni sporofit - prošireno tijelo s debelim ljuskom na tankoj stabljici. Zigot-sporofit ostaje u takvom stanju mirovanja neko vrijeme, a zatim se nakon redukcijske diobe u njemu formira 4-16 zoospora. Takav životni ciklus karakterističan je za Ulothrix zonata. Kod nekih vrsta, zigota prerasta u diploidni filament. Dakle, ciklus razvoja kod Ulothrix zonata je sa heteromorfnom promjenom višećelijskog filamentoznog haploidnog sporogametofita i jednoćelijskog diploidnog sporofita.

Rod Ulva (ulva)

Rod Ulva je poznat po imenu " morska salata“, široko rasprostranjen, ali preferira plitke vode. Ulva je morska alga, ali dobro podnosi desalinizaciju. Živi u estuarijima, plitkim ušćima, močvarama; dobro podnosi, a dijelom preferira vode sa značajnim organskim zagađenjem. Lokalno stanovništvo ga koristi za hranu, ali ulva nema komercijalnu vrijednost.

Talus ulve je višećelijski, lamelarni, sastoji se od dva sloja ćelija, rubovi ploče su valoviti zbog intenzivnijih dioba stanica u rubnim, u usporedbi sa srednjim, zonama. Ploča se u osnovi sužava u kratku peteljku sa đonom, kojom je pričvršćena za čvrstu podlogu. Diferencijacija ćelija u talusu ulve je niska. Nema posebnih reproduktivnih organa. Potencijalno svaka ćelija može postati sporangij u diploidnoj generaciji ili gametangijum u haploidnoj. Neke ćelije imaju cjevaste izrasline koje se spuštaju duž središnjeg dijela talusa.

Aseksualno razmnožavanje vrši se zoosporama sa četiri biča, koje se formiraju na diploidnim biljkama nakon redukcijske diobe. Zoospore klijaju u jednorednu nit koja se ne grana, ali čak i prije nego što podjela počne, zoospore koje su izgubile bičeve i smjestile se na tlo pokazuju polarizaciju. Gornji kraj je deblji, dok je donji tanak i izdužen, od čega se naknadno formiraju pričvrsne strukture. Seksualni proces je izo- ili heterogaman, gamete su bifgelirane. Ciklus razvoja je haplodiplobiontski sa izomorfnom smenom generacija.

Objekti: r. ulotrix, r. ulva.

Napredak

1. Razmotrite na b. odveo. i nacrtajte dio ulotrix filamenta, obratite pažnju na strukturu hromofora. Označite ćelije talusa: ćelijska membrana, hromatofor, pirenoidi.

2. Skicirajte izgled talusa ulve koristeći mokri preparat.

Chaetophore order (Chaetophorales)

Red uključuje višećelijske filamentne forme heterotrihijskog tipa sa diferencijacijom talusa u horizontalni, raširen po supstratu, i vertikalni sistem filamenata.

Rod Draparnaldia (Draparnaldia)

Vrste ovog roda su zahtjevne za čistoću i provjetravanje akumulacija i preferiraju brze rijeke i potoke. Rastu masovno na prilično značajnim dubinama (10 m), formirajući tamo čitave šikare. Draparnaldia benthic je vezana alga nitaste heterotrihe strukture. Ima duge (neograničen rast) slabo razgranate filamente sa hromatoforom u obliku pojasa sa nazubljenim rubovima. Kromatofor u takvim granama je mali u odnosu na ukupni volumen ćelije, pa su ćelije glavnih filamenata blijede. Grozdovi kratkih jako razgranatih grana ograničenog rasta odlaze od ovih niti u kolutovima, to su asimilatori. Kromatofore u njima su parijetalne, velike; zelene ćelije. Svaka kratka nit završava bezbojnom dugom dlakom. Reproduktivni organi su stavljeni među asimilatore. Aseksualno razmnožavanje pomoću četiri zoospore bićaka. Seksualni proces je izogamija ili heterogamija. Ciklus razvoja je monohaplobiontni.

Rod Trentepolia (Trentepohlia)

Trentepolia je aerofilna kopnena alga, dobro prilagođena nedostatku vlage. Ona se naseljava na kori drveća, kamenja, drvenih zgrada. Posebno mnoge vrste ovog roda nalaze se u vlažnim tropskim i suptropskim područjima, gdje trentepolia često vodi epifitski način života. Trentepolia se lako prepoznaje među ostalim kopnenim algama zbog hematohroma, karotenoida rastvorljivog u ulju koji joj daje ciglanu ili žutu boju. Talus trentepolije je filamentan, heterotrih. Filamenti koji puze duž supstrata sastoje se od zaobljenih ili ovalnih ćelija prekrivenih debelom slojevitom membranom. One su međusobno povezane porama s plazmodesmama, ali se, ipak, puzeći filamenti lako raspadaju u kratke fragmente ili pojedinačne ćelije. Ovi fragmenti i ćelije u suhom stanju se raspršuju i nose vjetar. Dakle, trentepolia ima prilično efikasan mehanizam vegetativne reprodukcije, što je posebno važno u uslovima nedostatka vode. Ćelije sadrže nekoliko hromatofora u obliku diska ili trake bez pirenoida i veliki broj jezgara, posebno u starim ćelijama. Pored horizontalnih, postoji i sistem vertikalnih niti, koji se sastoji od više izduženih ćelija. I horizontalni i vertikalni filamenti se obilno granaju zbog diobe apikalnih ćelija; na potonjima se formiraju slojeviti klobuki.

Aseksualna reprodukcija se odvija zoosporama sa dva ili četiri biča, koje se formiraju u posebnim apikalnim ćelijama - sporangijama, koje sjede na cjevastim stanicama - nogama. Sporangije se odvajaju i u potpunosti nose vazdušnim strujama. Zoospore se formiraju samo ako je sporangij u vodi. Tada se multinuklearni sadržaj vrlo brzo, za nekoliko minuta, razbije na jednonuklearne dijelove i nastaju zoospore. Gametangije se također morfološki razlikuju od vegetativnih ćelija, ali se uglavnom nalaze na puzavim nitima. Za razliku od sporangija, globularne gametangije nemaju noge. Gametangie se takođe prenose vazdušnim strujama. Kada uđu u vodu, klijaju sa biflagelatnim izogametima. Međutim, kopulacija je rijetka, a gamete se razvijaju partenogenetski (bez oplodnje). U slučaju formiranja zigota, one klijaju kao zoospore nakon perioda mirovanja. Ciklus razvoja je monohaplobiontni.

Objekti: r. draparnaldia, r. trentepoly.

Napredak

1. Razmotrite na m. i nacrtajte presjek heterotrihalnog filamentoznog taloma Draparnaldije, zabilježite strukturne karakteristike filamenata „stabljike“ i asimilatora, pokažite razliku u strukturi hromatofora u ćelijama aksijalnog filamenta i u ćelijama bočnih grana. Označite aksijalni navoj, navoje asimilatora.

2. Razmotrite na b. odveo. i nacrtajte ćeliju aksijalnog navoja i ćeliju asimilatorskog navoja. Označite ćelijski zid, hromatofor.

3. Razmotrite na b. odveo. i skicirajte dio trentepoly konca. Označite slojevitu membranu, rezervne tvari (u obliku kapi ulja obojene hematohromom), hromatofore u obliku diska.

Red Cladophoraceae (Cladophorales)

Red uključuje nećelijske alge, filamento razgranate, podijeljene poprečnim pregradama na nejednake segmente, od kojih svaki sadrži mnogo jezgara. Poprečne pregrade nastaju nezavisno od nuklearne fisije.

Rod Cladophora (Cladophora)

Cladophora je vrlo velik i rasprostranjen rod uglavnom morskih i dijelom slatkovodnih algi. Opisano je oko 150 vrsta. Javlja se u plitkim vodama u zoni surfanja, na stijenama koje strše u more, u lagunama, barama, jezerima. Mlade biljke su pričvršćene za tlo ili razne podvodne objekte, ali se kasnije odvajaju i plivaju, formirajući velike grozdove ili tvrdo blato; kao i velika (10–15 cm u prečniku) kuglasta jata. Talus je jako razgranat, sa strukturom obloženom sifonom. Segmenti formirani poprečnim pregradama nisu ćelije u pravom smislu. Formiranje poprečnih septa kvalitativno se razlikuje od citokineze i nije povezano s nuklearnom fisijom. Segmenti su nejednake veličine i sadrže različit broj jezgara. Mrežni hromatofor također nastaje kontaktom i fuzijom prvobitno slobodnih hloroplasta. Spoljna ljuska je debela, celulozna, nikad sluzi, tako da je blato Cladophora žilava i nije klizava.

Reprodukcija je aseksualna i seksualna. Bilo koji segment alge može postati zoosporangijum ili gametangijum. Tetraflagelirane zoospore izlaze iz sporangija kroz pore i klijaju prvo u tijelo nalik vezikuli bez pregrada (sifonalni stadij), kasnije se pojavljuju poprečne pregrade i dolazi do grananja filamentoznih struktura. Seksualni proces je izogaman. Zigota izrasta u diploidnu biljku. Većina vrsta kladofora koji žive u morima ima izomorfnu promjenu generacija, u kom slučaju zoospore nastaju nakon redukcijske diobe (meiozoospore), ali slatkovodne vrste imaju monodiplobiontni ciklus, kada redukcijska podjela prethodi formiranju gameta.

Objekti: r. cladophora.

Napredak

Razmotrite na b. odveo. i nacrtajte dio granastog talusa kladofore sa zoosporangijama. Označite ćelije talusa, jednoćelijske zoosporangije.

Class Conjugates (Conjugatophyceae)

Predstavnici ove klase imaju posebnu vrstu seksualnog procesa - konjugaciju, nema bičastih faza, nema aseksualnog razmnožavanja sporama.

Zignemov nalog (Zygnematales)

Red Zignemovye - nitaste nerazgranate višećelijske alge, ljuska im je sluzava, pa su stoga klizave na dodir. Zigota klija tako što jedna klijanca, ostala tri jezgra nastala u procesu redukcijske diobe odumiru.

Rod Spirogyra (spirogira)

Rod Spirogyra jedan je od najvećih i najrasprostranjenijih širom svijeta: nalazi se čak i na Antarktiku. Rijedak jarak, lokva, bara ili jezero na dodir je bez sluzi, pluta na površini blata. Talus spirogire je filamentan, nerazgranat, sve ćelije u filamentu su ekvivalentne i istog tipa. Ćelija ima jednu ili više parijetalnih, spiralnih, trakastih kromatofora, s velikim brojem pirenoida smještenih duž uzdužne ose. Rubovi hromatofora su neravni. Ćelija ima jednu ili više vakuola sa ćelijskim sokom. U prvom slučaju, citoplazma zauzima mršav položaj. U prisustvu nekoliko vakuola, pored parijetalnog sloja citoplazme, nalaze se citoplazmatske niti i centralna citoplazmatska vrećica, u kojoj se nalazi veliko, jasno vidljivo jezgro bez boje. Unutrašnji sloj ćelijske membrane je celuloza, spoljni sloj je pektin, koji obezbeđuje sluz i formiranje želatinoznog omotača, koji nitima daje svilenkastost. U spirogiri, koja živi u rezervoarima sa jakom strujom, proizvode se razne vrste rizoida koji drže alge na mjestu. Spirogyra, kao i drugi konjugati, nema flagelarni stadij u ciklusu razvoja i ne formira spore. Razmnožava se ili fragmentacijom niti vegetativno ili spolno. Tokom konjugacije nastaju brojne zigote, koje nakon perioda mirovanja klijaju sa jednom niti. Od četiri haploidna jezgra nastala u procesu redukcijske fisije, tri mala odumiru, a jedno veliko održivo jezgro ostaje. Sve hranjive tvari nakupljene u zigoti idu u formiranje jedne sadnice. Zigote su dobro prilagođene da izdrže nepovoljne uslove. Prekrivene su debelom troslojnom izvajanom školjkom. Struktura ljuske zigote je važna taksonomska karakteristika.

Objekti: r. spirogyra.

Napredak

Razmotrite kod m. i skicirati izgled višećelijskog talusa Spirogyre. Označite ćeliju talusa.

1. Razmotrite na b. odveo. i nacrtajte ćeliju spirogire. Imenujte ćelijsku membranu, hromatofor, pirenoide,

jezgro, niti citoplazme.

2. Posmatrajte i nacrtajte različite faze procesa konjugacije.

Označite faze: formiranje konjugativnih procesa, kontrakcija i prelijevanje protoplasta, formiranje zigote.

Naručite Desmidia (Dezmidijales)

Red Desmidia - jednoćelijski organizmi ili nitaste kolonije. Ćelija se sastoji od dvije jednake polovine - polućelije. Tokom vegetativnog razmnožavanja, svaka polućelija završava izgradnju druge polovine.

Rod Closterium (klosterijum)

Klosterium je slatkovodna bentoška alga koja zahtijeva dobro osvjetljenje, živi u malim akumulacijama, barama, tihim rukavcima rijeka i u zagađivanju podvodnih objekata. S razvojem mase formiraju se sluzne akumulacije. Klosterium voli čistu vodu, ali toleriše organsko zagađenje, a ponekad se nalazi i u otpadnim vodama. Ovo je jednoćelijski oblik, njegovo tijelo u obliku srpa sastoji se od dvije simetrične polovine - polućelija. Jezgro se nalazi u centru, u citoplazmatskoj vrećici. Closterium nema vanjsku konstrikciju karakterističnu za druge desmidske alge, ali unutrašnja struktura odgovara karakteristikama predstavnika ovog reda. Closterium ima dvije identične aksijalne hromatofore, osebujne strukture. Nekoliko ploča se proteže radijalno od središnjeg štapa tako da hromatofor u poprečnom presjeku izgleda kao zvijezda sa više zraka. Veliki pirenoidi se nalaze duž osovine ili su nasumično razbacani u podnožju. Baza hromatofora, okrenuta prema centru ćelije, je široka; na krajevima ćelije hromatofor se konično sužava. Na polovima ćelije nalaze se dvije male vakuole sa ćelijskim sokom, u koje su uronjeni mali kristali gipsa koji su u stalnom kretanju (Brownovsko kretanje), i posebna sluzava tijela. Troslojna ljuska klosterijuma prožeta je brojnim konusnim porama. Posebno velike pore nalaze se na krajevima ćelija. Ove pore luče sluz, zahvaljujući kojoj se alga sporo kreće. Dok je jedan kraj tijela pričvršćen za podlogu, drugi kraj oscilira. Alge se zatim drugim krajem pričvršćuju za podlogu. Tako se prevrtajući, klosterijum kreće prema izvoru svetlosti.

Razmnožavanje klosterijuma je vegetativno. Ćelije se dijele poprečno. Svaka ćelija kćerka prima polovinu matične ćelije sa jednim hromatoforom. Druga polovina, odnosno polućelija se iznova završava. Najprije mlada polućelija nema hloroplast, a tek onda se hromatofor stare polućelije dijeli i jedna polovina prelazi u novu polućeliju. Dakle, svaka jedinka klosterijuma sastoji se od dve polovine različite starosti: jedna je starija, a druga mlađa. Seksualni proces je konjugacija dvije individue uronjene u zajedničku sluz. Zigota je prekrivena debelom slojevitom membranom i dobro je prilagođena da izdrži nepovoljne uslove. Cijelu zimu zigote miruju, i dugo vremena jezgra ostaju nestopljena. Iz zigote se formiraju dva mlada klosterija, od kojih svaki prima dva haploidna mejotička jezgra. Jedan, mali, uskoro degeneriše. Drugi postaje jezgro novog pojedinca. Ciklus razvoja je monohaplobiontni.

Objekti: r. closterium.

Napredak

1. Razmotrite klosterij na m. i gledaj kako se kreće.

2. Pregledajte ćeliju klosterijuma na b. odveo. i nacrtaj ga. Označite ćelijsku membranu, jezgro, hromatofore, pirenoide, terminalne vakuole sa kristalima gipsa.

Pitanja i zadaci

1. Navedite glavne tipove morfološke organizacije zelenih algi. Opišite svaku vrstu. Navedite primjere.

2. Koji su znakovi tipični za predstavnike odjela zelenih algi?

3. Na koje se klase dijeli odjeljenje zelenih algi? Koja je razlika između predstavnika svake klase?

4. Šta su kolonije i coenobia u zelenim algama? Navedite primjere kolonijalnih i koenobijalnih zelenih algi. Koja je razlika između kolonijalnih i višećelijskih organizama?

5. Kako se odvija vegetativna reprodukcija u zelenim algama? Navedite primjere.

6. Kako dolazi do aseksualnog razmnožavanja u zelenim algama? Navedite primjere.

7. Koji su polni procesi karakteristični za zelene alge? Navedite primjere.

8. Šematski nacrtajte životni ciklus chlamydomonda, ulotrixa, ulve, spirogyre. Označite na dijagramu koja generacija je sporofit, a koja gametofit, skup hromozoma (haploidnih ili diploidnih) za svaku generaciju i ćelije koje se koriste za reprodukciju, vrstu redukcijske podjele i seksualni proces. Navedite tip životnog ciklusa tipičan za ove alge.

9. Popunite tabelu:

Uporedne karakteristike klasa i redova

10. Opišite ulogu zelenih algi u životu vodenih tijela. Navedite primjere zelenih algi koje vode kopnenu egzistenciju.

Division Diatomes (Bacillariophyta, Diatomae)

Opsežan odjel jednoćelijskih i kolonijalnih organizama koji objedinjuje više od 10.000 vrsta. Ćelije dijatomeja prekrivene su ljuskom od silicijum dioksida, koja se sastoji od dvije polovice koje se uklapaju jedna na drugu, poput poklopca na kutiji. Veća polovina je epitek, a manja polovina hipoteka. Svaka polovina se sastoji od pojasa (dno) i pojasnog prstena (pojasa) koji je zalemljen na njega. Štaviše, pojas epiteka je superponiran na pojas hipoteke. Ispod ljuske je pektinska ljuska. Dijatomeje spadaju u grupu smeđih algi, koje karakteriše prisustvo hlorofila. a i sa, maskiran žutim pigmentom fukoksantinom. Rezervni proizvod ugljikohidratne prirode je krizolaminarin. Monadne ćelije su spermatozoidi sa jednim perastim bičkom. Dijatomeje se razmnožavaju vegetativno, uzdužnom diobom stanica sa završetkom jednog ventila - hipoteke. Seksualni procesi - konjugacija i oogamija. Nakon seksualnog procesa formira se zigota koja ima sposobnost rasta (auksospora). Dijatomeje žive u diploidnom stanju i samo su njihove gamete haploidne.

Class Centric (Centrophyceae)

Centric klasa kombinira alge s radijalno simetričnom ljuskom i odsustvom šavno-nodularnog aparata. Sve centrične alge su nepokretne. Seksualni proces je oogamija.

Rod Melozira (Melosira)

Melozira je filamentozna kolonijalna alga, koja se sastoji od iste vrste cilindričnih ćelija, međusobno povezanih dodirom malih bodlji smještenih na zaobljenim površinama zalistaka. Ljuska melozire ima široke pojaseve, pa se najčešće alge gledaju s njene bočne površine. Ćelije imaju nekoliko režnjevih hromatofora smještenih duž zida, centar ćelije zauzima velika vakuola sa ćelijskim sokom.

Melozira nema šavno-nodalnu strukturu i stoga je nepokretna.

Razmnožava se diobom i spolno. Seksualni proces je oogamija. U nekim ćelijama, nakon redukcijske podjele, formira se jedno jaje, u drugim - četiri spermatozoida s jednim flagelom. Zigota je prekrivena tankom, dobro rastegljivom pektinskom membranom. Zigote koje intenzivno rastu nazivaju se auksospore. Pošto ćelije zgnječene nakon ponovljenih podela učestvuju u seksualnom procesu, auksospore vraćaju svoj prvobitni volumen. Postigavši ​​određenu veličinu, auksospora razvija vlastitu ljusku. Razvojni ciklus Melosyra je monodiplobiontni.

Objekti: r. melozira.

Napredak

1. Pregledajte lokaciju kolonije Melosyra na b. odveo. i skicirajte alge sa strane pojasa i sa strane krila. Označite ćeliju kolonije, epitek, hipoteku.

2. Locirajte i nacrtajte auksosporu.

Class Pennate (Pennatophyceae)

Klasa Pennate uključuje alge sa bilateralnom simetrijom ljuske, koje imaju šavno-nodularni aparat i imaju sposobnost kretanja. Seksualni proces je konjugacija.

Rod Pinnularia (pinnularija)

Rod Pinnularia obuhvata više od 150 vrsta. Živi u slatkim vodama siromašnim vapnom. Vodi pridneni način života na dnu ili u zagađivanju podvodnih objekata. Pinnularia je, kao i druge dijatomeje, od velike važnosti kao baza hrane za male životinje i početna je karika u lancima ishrane u vodenim ekosistemima. to jednoćelijske alge, koji ima šavno-nodularnu strukturu i kao rezultat toga je mobilan. Od ostalih jednoćelijskih dijatomeja, pinnularija je velika i stoga pogodna za proučavanje. Od pojasa školjka ima pravougaoni obris, a zalisci su od linearnog do eliptičnog. Krajevi zalistaka su uglavnom zaobljeni, ali mogu biti oslabljeni i kapitati. U centru i na krajevima zalistaka jasno su vidljivi noduli i dva otvora u obliku proreza (šava) u obliku slova S koji se protežu od perifernih nodula do centralnog. Uz rubove krila jasno je vidljiv, posebno na praznim školjkama, jasan uzorak paralelnih pregrada - septembar, ne dopiru do šava. Ćelije Pinnularije su mononuklearne sa dvije lamelarne hromatofore, sa zakrivljenim rubovima. Široka ravna strana hromatofora okrenuta je ka strani pojasa, a svojim rubovima ide na stranu zalistaka. Žive aktivne ćelije Pinnularije obojene su žućkasto-smeđom bojom, jer fukoksantin maskira zelene pigmente, ali u umirućim ćelijama fukoksantin se ispere, a hromatofor postaje zelen. Ćelije imaju dvije vakuole razdvojene centralnim citoplazmatskim mostom. Sadrži jezgro. Pinnularia pohranjuje volutin, vidljiv pod svjetlosnim mikroskopom kao slabo sjajna sferna tijela, i kapi ulja. Ispod ljuske, ćelija je odjevena u sluzavu pektinsku membranu. Pinnularia, koja ima šavno-nodularni aparat, aktivno se kreće, puzeći po podlozi.

Pinnularija se razmnožava diobom, teče paralelno sa zalistcima. Svaki podređeni ventil prima jedan roditeljski ventil, dok je drugi, završeni ventil, uvijek hipoteka. Kao rezultat ove osobine, pri svakoj diobi jedna ćerka ćelija je uvijek nešto manja od matične ćelije, a u populaciji se mogu naći jedinke različitih veličina. Spolni proces u Pinnulariji nije pronađen, auksospore se ne formiraju. Može se pretpostaviti da se velike ćelije dijele češće od malih, a najmanje se uopće ne dijele. Životni ciklus je monodiplobionski.

Objekt: r. pinnularia.

Napredak

1. Razmotrite pinnulariju na b. odveo. Skicirajte kavez sa strane krila. Označite ćelijsku membranu, šav, nodule, septu, hromatofor.

2. Skicirajte kavez sa strane pojasa. Označite epitek i hipoteku.

Pitanja i zadaci

1. Koji su nivoi i tipovi morfološke organizacije tipični za predstavnike dijatomeja?

2. Koje su strukturne karakteristike ćelija dijatomeja?

3. Kakva je struktura ljuske dijatomeja?

4. Koji su principi klasifikacije dijatomeja?

5. Koji su načini razmnožavanja tipični za dijatomeje?

6. Kako se odvijaju seksualni procesi kod dijatomeja? Šta je auksospora?

7. Gdje žive dijatomeje? Koje karakteristike prilagođavanja na planktonski i bentoski način života imaju dijatomeje? Navedite primjere planktonskih i bentoskih dijatomeja.

8. Šematski skicirati životni ciklus pinnularije i melosire. Označite na dijagramu koja generacija je sporofit, a koja gametofit, skup hromozoma (haploidnih ili diploidnih) za svaku generaciju i ćelije koje se koriste za reprodukciju, vrstu redukcijske podjele i seksualni proces. Navedite tip životnog ciklusa tipičan za ove alge.

Odjel Smeđe alge (Phaeophyta)

Glavni pigmenti u smeđim algama su hlorofili. a i sa, karotenoidi i ksantofili, uključujući fukoksantin, koji maskira zelene pigmente i daje algama karakterističnu smeđu boju. Rezervni proizvodi - laminarin (tvar ugljikohidratne prirode); manitol je šećerni alkohol i mala količina masti. Feoplasti su lamelarni ili češće brojni diskoidni (granularni hromatofori) smješteni u perinuklearnom prostoru ispod vanjske membrane jezgra, koja prekriva svaki feoplast, tvori feoplastni endoplazmatski retikulum. Pirenoidi strše iznad površine u obliku bubrega. Ćelije imaju jedno jezgro, velike vakuole sa ćelijskim sokom i male vakuole koje sadrže tanine i nazivaju se fizode.

Ljuska se sastoji od dva sloja: spoljašnjeg sluzavog, koji sadrži alginsku kiselinu, i unutrašnjeg, formiranog od posebne vrste celuloze - alguoze. Monadne ćelije sa dve heterokontne i heteromorfne flagele nalaze se na bočnoj strani ćelije. Prednja je duga perasta, prekrivena mastigonemima, stražnja je kratka i glatka. Raspon morfoloških struktura je velik: od filamentoznih heterotrihih do diferenciranih oblika lamelarnog tkiva. U svim smeđim algama, s izuzetkom predstavnika reda Fucus, koji nemaju aseksualnu reprodukciju i koji su diplobioti, uočava se smjena generacija: kod nekih je izomorfna, a kod drugih heteromorfna. Ovi različiti tipovi životnog ciklusa su osnova moderna podjela odjel smeđih algi u tri klase.

Uz nekoliko izuzetaka, smeđe alge su morske alge, posebno bogate u hladnim vodama sjeverne i južne hemisfere.

Class Isogenerate (Isogeneratophyceae)

Klasa Isogenate uključuje alge sa izomorfnom izmjenom generacija ili sa heteromorfnim, ali s dominacijom gametofita.

Naručite Ectocarp (Ectocarpales) uključuje heterotrihične forme.

Rod Ectocarpus (ektokarpus)

Ectocarpus je široko rasprostranjena morska, bentoška alga, koja se nalazi na svim geografskim širinama u obalnom pojasu mora i okeana. Alge se talože na stijenama i drugim podvodnim objektima, uključujući biljke. Budući da su tolerantni na različitu slanost vode, ektokarpusi sudjeluju u zagađivanju brodova. Temperaturni raspon staništa ektokarpusa je također širok. Raste u hladnom i toplom moru, a aktivan je i ljeti i zimi. Ectocarpus je makroskopska (do 60 cm) alga, nitasta heterotriha, izgleda razgranatog grmlja.

U podnožju su horizontalni puzeći rizoidi koji pričvršćuju alge na podlogu. Vertikalne grane na dnu steljke, prekrivene korom rizoidnih filamenata, postaju tanje prema vrhu i završavaju dugim bezbojnim ćelijama. Povećanje je posljedica diobe ćelija koje se nalaze u različitim dijelovima talusa. U ćelijama ektokarpusa nalaze se male vakuole sa ćelijskim sokom, jedno jezgro u parijetalnom sloju citoplazme i nekoliko hromatofora nalik vrpci sa pirenoidima. U ostarjelim stanicama hromatofor postaje u obliku diska.

Razmnožavanje ektokarpusa je aseksualno i spolno. Mejozoospore, bubrežastog oblika sa dvije nejednake flagele pričvršćene za bočnu površinu, formiraju se u jednoćelijskim sporangijama, sjedeći na jednoćelijskoj stabljici. Takvi sporangiji se formiraju na diploidnim sporofitnim biljkama. Na haploidnim biljkama položeni su višegnijezdili reproduktivni organi. Svako gnijezdo proizvodi jednu reproduktivnu ćeliju monadne organizacije. Najčešće se ove ćelije ponašaju kao gamete i spajaju se u zigotu. Morfološki su istog tipa, ali se njihovo ponašanje razlikuje: fiziološki, ženske gamete su manje pokretne i brzo se talože na dno; fiziološki su muškarci aktivniji. Zigota se razvija u diploidni sporofit. Gore opisani ciklus odgovara tipu diplo-haplobionta sa izomorfnom izmjenom generacija, ali ektokarpus ima odstupanja od ovog ciklusa, na primjer, gamete mogu proklijati partenogenetski bez oplodnje, dajući nove haploidne jedinke. Time se, po svemu sudeći, postiže moguća potpuna adaptacija ektokarpusa na uslove postojanja i objašnjava njegova široka ekološka amplituda.

Objekti: r. ectocarpus (herbarski uzorci, mikropreparati).

Napredak

1. Razmotrite herbarske uzorke ektokarpusa. Skicirajte izgled heterotrihijskog talusa ektokarpusa.

2. Razmotrite na b. odveo. i izvući iz pripremnih dijelova steljke ektokarpusa sa višekomornim gametangijama i jednokomornim sporangijama. Imenujte ćelije talusa, gametangija, sporangija.

Class Heterogenerate (Heterogeneratophyceae)

Heterogenu klasu karakterizira heteromorfna izmjena generacija sa dominacijom sporofita i mikroskopskih malih gametofita.

Uključuje alge sa složenim talusom koji ima strukturu tkiva. Rast se odvija zbog podjele stanica koje se nalaze na mjestu prijelaza listastog dijela talusa u peteljku (interkalarni rast).

Rod Laminaria (laminarija)

Poznata i rasprostranjena u sjevernih mora dvije vrste kelpa: L. šećerna (L. saccharina (L.) Lamour) i L. palmate (L. digitata (Hudz. Lam)), koje formiraju cijele plantaže u gornjem sublitoralu i komercijalne su alge. Laminaria se naziva "morska alga" i vrijedan je prehrambeni proizvod koji se koristi u ishrani životinja, kao i u proizvodnji raznih prehrambenih proizvoda i lijekova za ljude.

Laminaria je velika, složeno diferencirana bentoška alga, sa istinskom strukturom tkiva. Njegove meristematske ćelije su u stanju da se dijele u tri međusobno okomita smjera i formiraju trodimenzionalne strukture u kojima su sve stanice međusobno povezane plazmodezmama. Talus kelpa se diferencira u tri jasno prepoznatljiva dijela: moćne kandžaste rizoide kojima se pričvršćuje za podlogu, radijalno simetričan dio, takozvanu peteljku i spljoštenu ploču. Prve dvije strukture su višegodišnje, dok lamina odumire i ponovo raste zbog interkalarnog meristema smještenog u gornjem dijelu peteljke. Unutrašnja organizacija tijela morske alge je također prilično složena. Peteljka sa površine ima gusto zatvorene ćelije koje sadrže zrna feoplasta. U dubljim slojevima ćelije su bezbojne i izdužene u uzdužnom smjeru. U središtu ćelije nalaze se labavo i čine jezgro. Peteljka postupno raste u debljini, a na poprečnom presjeku jasno su vidljivi slojevi nalik na prstenove rasta. U anatomskoj strukturi ploče izdvaja se i korteks malih ćelija. U središtu se nalazi "vena", čije ćelije po svojoj strukturi podsjećaju na sitaste ćelije viših biljaka.

Laminarije se razmnožavaju spolno i aseksualno. Sporangije se nalaze na površini ploče, formirajući čitava sporaonosna područja ili polja, na kojima se u palisadnom sloju nalaze vrećaste sporangije i izduženi sterilni parafizni nastavci. U sporangijama, nakon redukcijske diobe, formiraju se biflagelatne bubrežne mejozoospore koje klijaju u haploidne organizme. Ženski i muški gametofiti razlikuju se od sporofita. To su mikroskopske nitaste, nerazvijene biljke (izrasline). Oni su kratkog vijeka, njihova glavna funkcija je proizvodnja gameta. Seksualni proces je oogamija. Zigota klija bez perioda mirovanja i razvija se u diploidni sporofit. Dakle, gotovo sav aktivni život kelpa odvija se u diploidnom stanju. Ciklus razvoja je diplohaplobiontski sa heterotrofnom smjenom generacija, sa dominacijom sporofita.

Kraj uvodnog segmenta.

Zelene alge - jednoćelijski, kolonijalni i višećelijski oblici, različite strukture, Zelena boja. Proizvod asimilacije je škrob, brašno, ulje. Postoje i pokretni oblici sa flagelama na prednjem kraju ćelija i nepokretni, pričvršćeni ili pasivno lebdeći. Razmnožavanje je vegetativno, aseksualno i polno. Brojni oblici imaju izmjenu aseksualnog i spolnog razmnožavanja. Zoospore i gamete sa 2 ili 4 flagele koje se nalaze na prednjem kraju. Slatkovodne i morske alge.

Pirofitski odjel uključuje vrlo osebujne, jednoćelijske alge. Oni su heterogena grupa. Kod velike većine predstavnika ovog odjela, dorzalna, ventralna i bočna strana jasno su izražene u strukturi ćelija. Posebno treba spomenuti hloroplaste. Po raznolikosti svoje obojenosti, pirofiti zauzimaju prvo mjesto među algama. Obično su hloroplasti obojeni maslinasto, smeđe ili smeđe boje. Ogromnu većinu pirofitnih algi karakteriziraju flagele. Proizvod asimilacije je škrob ili ulje, povremeno leukozin i valuta. Razmnožavanje je uglavnom vegetativno. Rijetko se javlja aseksualna reprodukcija. Seksualni proces nije pouzdan. Pirofitne alge su rasprostranjene u vodenim tijelima i žive u slatkim i bočatim vodama, kao iu morima.

Alge pripadaju zlatnoj diviziji, uglavnom mikroskopske, čiji su hloroplasti obojeni zlatno žutom bojom. Ovisno o pigmentima, boja algi može poprimiti različite nijanse: od čiste zlatno žute do zelenkasto žute i zlatno smeđe. U procesu fotosinteze u ćelijama zlatnih algi umjesto škroba nastaje poseban ugljikohidrat, leukocin. Žive uglavnom u čistim slatkim vodama. Manji broj njih živi u morima i slanim jezerima. Zlatne alge su jednoćelijske, kolonijalne i višećelijske. Mnoge vrste su opremljene flagelama. Zlatne alge se razmnožavaju jednostavnom diobom stanica. Uočeno je i aseksualno razmnožavanje.

Dijatomeje su vrlo posebna grupa jednoćelijskih organizama koji žive sami ili udruženi u kolonije različitih tipova: lanci, niti, vrpce, zvijezde. Boja hloroplasta u dijatomejima ima različite nijanse žuto-smeđe boje, ovisno o skupu pigmenata. U procesu fotosinteze, dijatomeje proizvode ulje u obliku kapljica različitih veličina. Najčešće se dijatomeje razmnožavaju vegetativnom diobom stanica na dvije polovice. Većina dijatomeja se kreće naprijed, nazad i blago u stranu na supstratu. Dijatomeje žive svuda. Vodeni okoliš je njihovo glavno i primarno stanište.

U odjel žuto-zelenih algi spadaju alge čiji su hloroplasti obojeni svijetlo ili tamnožuto, vrlo rijetko zeleno, a tek ponekad plavo. Ova boja je određena prisutnošću u hloroplastima glavnog elementa - klorofila. Osim toga, nedostaje im škrob u stanicama, a kapi ulja se nakupljaju kao glavni produkt asimilacije i to samo u nekim grudvicama leukocina i valucina. Nalaze se uglavnom u čistim slatkovodnim rezervoarima, rjeđe u bočatim vodama i morima.

Posebnost žuto-zelenih algi je prisustvo flagela. Upravo je to svojstvo jedno vrijeme poslužilo kao osnova da se ova grupa algi nazove multi-bičama. Pored razlika u dužini, bičevi se ovdje razlikuju i morfološki: glavni bičak se sastoji od ose i perasto smještenih trepavicastih dlačica na njemu, bočne bičeve su u obliku kraste. Žuto-zelene alge se razmnožavaju jednostavnom diobom stanica ili raspadanjem kolonija i višećelijskih tali u zasebne dijelove. Uočeno je i aseksualno razmnožavanje. Seksualni proces je poznat samo kod nekoliko vrsta.

Evilene alge su uobičajeni stanovnici malih svježih stajaćih voda. Oblik tijela evilenske alge je dobro prilagođen kretanju u vodi. Kretanje zlih algi vrši se uz pomoć podveze. Proces razmnožavanja u evilenskim algama obično se posmatra uveče ili rano ujutro. Sastoji se od podjele pojedinca na dva dijela.

Horalne alge - potpuno su osebujne velike biljke, oštro različite od svih ostalih algi. Rasprostranjeni su u slatkovodnim ribnjacima i jezerima, posebno onima sa tvrdom krečnom vodom. Skup asimilacijskih pigmenata sličan je onom kod zelenih algi. Kada se ove ćelije množe, njihova jezgra se metodično dijele. Broj hromozoma koji se otkriva u ovom slučaju varira kod različitih vrsta, od 6 do 70.

Plavo-zelene alge su najstarija grupa organizama. Plavo-zelene alge se nalaze u svim vrstama i gotovo nevjerovatnim staništima, na svim kontinentima iu svim vrstama vodenih tijela Zemlje. Boja im varira od čisto plavo-zelene do ljubičaste ili crvenkaste, ponekad do ljubičaste ili smeđe crvene. Najčešći tip reprodukcije u plavo-zelenim algama je podjela stanica na dva dijela. Plavo-zelene alge se razmnožavaju na drugi način - stvaranjem spora. Poznato je da većina plavo-zelenih algi može sintetizirati sve tvari svojih stanica zahvaljujući energiji svjetlosti. Odeljenje plavo-zelenih algi smatra se najstarijom grupom autotrofnih biljaka na Zemlji (primitivna ćelijska struktura, nedostatak polne reprodukcije, bičevi stadijumi). Po citologiji plavo-zelene alge slično bakterijama.

Smeđe alge su višećelijski organizmi složene strukture, smeđe i plavkasto-smeđe boje. Proizvod asimilacije - polisaharidi, ulje. Smeđe alge su nepokretne, vezane forme. Razmnožavanje je vegetativno, aseksualno i spolno, s naizmjeničnim gametofitom i sporofitom. Tokom polnog razmnožavanja razvijaju se izogameti, heterogameti ili anterozoidi sa jajima. Zoospore i gamete opremljene su s dvije flagele smještene bočno, nejednake dužine i usmjerene u različitim smjerovima. Smeđe alge žive uglavnom u moru, s izuzetkom nekoliko slatkovodnih vrsta.

Crvene alge su višećelijske, vrlo rijetko jednoćelijske, složene strukture, crvene ili plavkaste boje. U velikoj većini crvenih algi, zigota ne klija odmah u novu biljku, već prolazi kroz vrlo složen put razvoja prije nego se iz nje formiraju nove spore koje klijaju u nove biljke. Spore se skupljaju u kompaktne grupe koje se nazivaju cistokarpi, a potonji često imaju posebnu ljusku. Cystocarp je uvijek usko povezan s biljkom na kojoj je jajna stanica oplođena i dalje razvijena.

Tema: KLASIFIKACIJA BILJAKA. SEAWEED. Plan predavanja 1. Klasifikacija biljaka. Sistematika. 2. Opće karakteristike algi. 3. Odjeljenje Plavo-zelene alge (Cyanophyta). 4. Odjeljenje Žuto-zelene alge (Xanthophyta). 5. Odjeljenje Dijatomeje (Diatomophyta). 6. Odjeljenje Smeđe alge (Phaeophyta). 7. Odjeljenje Crvene alge (Rhodophyta). 8. Odjeljenje Zelene alge (Chlorophyta). 9. Odjel Chara algi (Charophyta).

1. Klasifikacija biljaka. Sistematika je nauka o raznolikosti živih organizama, metodama njihovog opisivanja i pravilnosti pojave. Krajnji cilj taksonomije je izgradnja sistema organskog svijeta – jedinstvene klasifikacije. Sistematika se suočava sa dva zadatka: - raspoređivanjem živih bića u grupe. - Opis i imenovanje živih bića. U skladu sa ovim zadacima, sistematika je podijeljena na dvije sastavne discipline: aksonomiju i nomenklaturu. t

Taksonomija je nauka o grupisanju živih bića u grupe na osnovu analize njihovih inherentnih karakteristika. Većina značajni znakovi zove se dijagnostički. Na osnovu dijagnostičkih karakteristika, organizmi se grupišu u grupe koje se nazivaju taksoni. Takson je grupa pojedinaca stvorena tokom procesa klasifikacije. Hijerarhija - raspored grupa objekata po redosledu podređenosti, odnosno uključivanje nekih grupa u druge. Za sve grupe organizama usvojene jedan sistem hijerarhiju formiranu od strane opšteprihvaćenih taksonomskih kategorija.

taksonomske kategorije. 1. Imperia empire; 2. Dominion dominion; 3. Regnum kraljevstvo; 4. Odsjek Divislo, Phylum phylum; Tip greške u kucanju; 5.klasa klasa; 6. Ordo red, odred; 7. Familia porodica; 8. Tribus pleme, koleno; 9. Rod rod; 10. Sekcija; 11. Serija serije; 12. Pogled na vrstu; 13 Var. Setas sorta, sorta; 14.Forma oblik; 15. Forma specialis je specijalizovani oblik. Prefiksi "ispod" (pod) i "iznad" (super) koriste se za dodatne kategorije, na primjer, subregnum - podkraljevstvo ili superordo - nadred

Nomenklatura je sistem pravila za opisivanje živih bića i imenovanje organizama i njihovih grupa kako bi se olakšala njihova identifikacija. Da bi se ovaj proces pojednostavio i podredio određenim pravilima, kreiraju se nomenklaturni kodovi. Kodeksi nomenklature - skupovi pravila kojima se uređuju principi nomenklature određene grupe živih bića.

Osnovne nomenklaturne oznake. Ø "Međunarodni kodeks botaničke nomenklature" (ICBN); Ø "Međunarodni kodeks zoološke nomenklature (ICZN)"; Ø "Međunarodni kodeks nomenklature za bakterije (ICNB)"; Ø "Međunarodni kodeks klasifikacije i nomenklature virusa" (ICVCN); Ø "Međunarodni kodeks nomenklature za kultivisane biljke" (ICNCP). Postoji razvoj jedinstvenog "Međunarodnog kodeksa biološke nomenklature" (Bio. Code).

Prvi skup pravila za botaničku nomenklaturu iz 1867. Alphonse Decandol. Godine 1952. u Stokholmu je usvojen prvi "Međunarodni kodeks botaničke nomenklature". Sve izmjene i dopune nomenklaturnih kodova vrše se u skladu sa odlukama međunarodnih kongresa - botaničkih (IBC), zooloških (IZC), bakterioloških (ICB) i viroloških (IVC). Međunarodni forumi se sastaju svakih 4-5 godina kako bi riješili najvažnije taksonomske i nomenklaturne probleme.

2. Opće karakteristike algi. Alge (Alge) - skup odjela, uglavnom vodenih organizama. Alge nemaju prave organe i tkiva, pa je tijelo višećelijskih oblika predstavljeno talusom. Strukturne karakteristike. Alge mogu biti jednoćelijske, kolonijalne i višećelijske; ovisno o lokaciji stanica - filamentozni, lamelarni ili složeno razgranati.

Vegetativne ćelije steljke algi sastoje se od: Ø čvrstog ćelijskog zida od celuloze i pektinskih supstanci. Ø citoplazma. vakuola sa ćelijskim sokom. jedno ili više jezgara. hloroplasti (lamelarni, cilindrični, trakasti, čašasti, zvjezdasti, itd.). Pirenoidi su proteinska tijela oko kojih se talože škrob, ulja, leukozin, volutin.

Vegetativno razmnožavanje kod jednoćelijskih organizama nastaje diobom stanica, kod kolonijalnih razgradnjom kolonije na dijelove, kod višećelijskih organizama dijelovima talusa, a ponekad i formiranjem posebnih organa vegetativne reprodukcije.

Zapravo, aseksualna reprodukcija se odvija uz pomoć zoospora ili spora koje nastaju unutar vegetativnih stanica ili u posebnim organima - zoosporangijama ili sporangijama. Nakon ulaska u vodu, zoospore odbacuju flagele, postaju pokrivene ćelijski zid i izrasti u novu osobu.

Seksualni proces u algi može biti u različitim oblicima: izo, hetero i oogamija. Izo i heterogamet se formira u običnim vegetativnim ćelijama, jaja - u oogonijama, spermatozoidi - u anteridijama. Kod nekih algi se opaža seksualni proces u obliku somatogamije (konjugacije), fuzije protoplasta dviju vegetativnih stanica. Krajnji rezultat seksualnog procesa je formiranje zigota.

Jedinke koje formiraju spore nazivaju se sporofiti, a one koje formiraju gamete nazivaju se gametofiti. Mogu biti dvospolni i dvodomni. Većina algi su nezavisne biljke. Kod nekih vrsta, spore i gamete se formiraju na istim biljkama, nazivaju se sporogametofiti. Sporofit i gametofit mogu imati istu strukturu (izomorfna generacijska promjena) ili različitu (heteromorfna generacijska promjena).

Odnos razvojnih faza u životnom ciklusu zavisi od toga kada se mejoza javlja: Ø ako zigota klija, onda ceo život prolazi u haploidnoj fazi, samo je zigota diploidna.

Ø tokom formiranja gameta - tada sav život prolazi u diploidnoj fazi, samo su gamete haploidne;

Ø ako se tokom formiranja spora u životnom ciklusu izmjenjuju diploidna i haploidna faza.

Rasprostranjenost i ekonomski značaj algi. Stanište: Ø Voda, uglavnom morska voda. Dio algi koji pluta na površini iu gornjem sloju vode formira plankton, drugi dio slobodno leži na dnu ili se vezuje za njega naziva se bentos. Ø Alge žive na tlu, u zemljištu. Ø H atmosferski vazduh(neke vrste hlorele). Odvojene vrste, okupljajući se s bakterijama na neplodnim supstratima, postaju pioniri njihove kolonizacije.

Ø Ø Ø Fiksirati i akumulirati dušik u tlu. Oni su dio složenih organizama lišajeva. Služe kao hrana za ribe i vodene ptice. Primite brašno za hranu. X. životinje. Koristi se kao đubrivo. Smeđe i crvene alge izvor su agara, a njihov pepeo je sirovina za proizvodnju broma i joda. Ø Neke alge ljudi koriste kao hranu i služe kao sirovine za farmaceutsku industriju.

3. Odjeljenje Plavo-zelene alge (Cyanophyta). To su prokarioti - cijanobakterije. Ukupan broj vrsta je oko 1,4 hiljade. Struktura. To su kolonijalni i višećelijski, rjeđe jednoćelijski organizmi različitih boja (plavo-zelena, maslinasta, tamnozelena). Boju su zaslužni pigmenti koji se nalaze u ćelijama u različitim kombinacijama: Ø fikocijanin (plavo-zeleni); Ø hlorofil (zeleni); Ø karotenoidi (žuti); Ø fikoeritrin (crveni).

Struktura U ćelijama plavo-zelenih algi nema izolovanih jezgara, hloroplasta, mitohondrija i vakuola sa ćelijskim sokom. Ćelijski zid je uglavnom pektin i lako je sluzav. Ćelijska šupljina je ispunjena citoplazmom, koja je podijeljena u dva sloja: hromatoplazma - gusti zidni sloj koji sadrži membrane s pigmentima, i centroplazma (nukleoid) - bezbojni središnji dio koji sadrži DNK.

Višećelijske plavo-zelene alge obično su u obliku niti. Protoplasti susjednih stanica povezani su plazmodesmama. Rast niti se odvija zbog jednostavne stanične diobe. Među homogenim ćelijama koje čine nit nalaze se veće ćelije debelog zida sa žuto-smeđim sadržajem - heterociste. d Vrste plavo-zelenih algi: 1 oscilator (opći pogled na nit); 2 anabena (opći pogled na nit); 3 gleokapsa; 4 Chroococcus (iz spore, g heterocista)

Plavo-zelene alge se hrane autotrofno ili miksotrofno (mješovito). Kao rezervne supstance nastaju: Ø glikoprotein sličan glikogenu; Ø volutin (protein); Ø cijanoficin (lipoprotein). Razmnožavanje je pretežno vegetativno. U jednoćelijskim oblicima, diobom ćelija, u višećelijskim oblicima, raskidanjem niti. U nepovoljnim uslovima iz ćelija nastaju spore debelih zidova.

Rasprostranjenost i ekonomski značaj. Žive u slatkim i morskim vodama, na tlu i u zemljištu, na golim stijenama, u snijegu i toplim izvorima. Neke planktonske vrste uzrokuju "cvjetanje" vode u rezervoarima, druge prečišćavaju vodu mineralizacijom produkata raspadanja. Vrste plavo-zelenih algi u tlu sposobne su apsorbirati atmosferski dušik. Mnoge vrste ulaze u simbiozu s gljivama, formirajući lišajeve. Najčešći u Bjelorusiji su predstavnici rodova Anabaena i Nostoc.

4. Odjeljenje Žuto-zelene alge (Xanthophyta). Odjel objedinjuje oko 2,5 hiljada vrsta. Žuto-zelene alge predstavljaju jednoćelijski, kolonijalni, višećelijski i nećelijski organizmi. Širenje. U rezervoarima sa slatkom, rjeđe slanom vodom, gdje služe kao važna komponenta planktona, a ponekad i bentosa, žive i u tlu, na kamenju. Struktura. Zidovi njihovih ćelija su često pektinski, rjeđe celulozni. Jezgro kod većine vrsta je jedno, rjeđe - ima mnogo jezgara. Kloroplasti, osim hlorofila, sadrže karotenoide, koji daju talusu žuto-zelenu boju. Pirenoidi su rijetki. Rezervni proizvodi. Ulje, ponekad u obliku leukocina i volutina.

Vegetativna reprodukcija se provodi diobom stanica ili dijelova talusa. Seksualno razmnožavanje je poznato kod nekoliko vrsta. Seksualni proces je pretežno izogaman, povremeno i oogaman. Jednoćelijske jedinke, kao i oospore i spermatozoidi, imaju dvije flagele nejednake dužine: jedna je kratka, ravna, glatka, a druga duga, perasta. Botridijum: 1 talus; 2 izlaz zoospora; 3 zoospore

Predstavnici odjela su vrste iz roda Vaucheria. Širenje. Žive u svježoj stajaćoj i tekućoj vodi, kao i duž obala sušnih vodenih tijela, pričvršćujući se na tlo uz pomoć rizoida. Struktura. Talus je razgranat, višejedaran, ali između jezgara nema staničnih pregrada. Citoplazma sadrži brojne male hloroplaste u obliku diska.

Reprodukcija. Prilikom aseksualnog razmnožavanja formira se zoosporangij sa jednom velikom zoosporom opremljenom brojnim flagelama. Zoospora pluta u vodi neko vrijeme, a zatim odbacuje svoje flagele i klija u novi stelj. Seksualni proces je oogaman. Anteridija i oogonija su jednoćelijske. Nakon perioda mirovanja, zigota se dijeli mejozom i klija, formirajući novu jedinku. Vosheria: 1 - 2 - faze formiranja zoosporangijuma; 3 – 4 izlaz zoospore; 5 područje zoospore pri velikom povećanju; 6 - sperma; 7 fragment talusa vosheria; 8 odjeljak talusa (oogonia, antheridia).

5. Odjel dijatomeja (Diatomophyta). Odjel objedinjuje više od 10 hiljada vrsta. To su jednoćelijski organizmi, koji se ponekad udružuju u kolonije. Širenje. Svuda. Žive u slanim i slatkim vodenim tijelima, na vlažnom tlu, stijenama, stablima drveća. Struktura. Ćelijski zidovi se sastoje od silicijum dioksida (Si. O 2) koji formira ljusku. Zalisci teke, gornji - epitekus, donji - hipoteka. Postoje prolazne rupe u porama, kao i šupljine u ventilima. Skulptura površine ventila je vrlo raznolika i važna je u identifikaciji vrste. Unutar ćelije su protoplast i vakuole. Jezgro je jedno. Kloroplasti su smeđe boje, jer je hlorofil u njima maskiran pigmentima - karotenoidima i diatominom. Rezervni proizvodi se deponuju u obliku masnih ulja, volutina i leukosina.

Dijatomeje: A pinnularija: 1, 2 školjke (pogled sa strane ventila i pojasa); 3 kavez (pogled sa strane krila); Na nodusu; SH šav; Od krila; P pojasevi; E epithecus; G hipoteza.

Vegetativna reprodukcija se odvija mitotičkom diobom protoplasta. Tada se kćerni protoplasti razilaze, noseći jedan od ventila. Nakon toga, svaka od kćeri pojedinaca završava izgradnju novog ventila. Niz takvih podjela dovodi do uzastopnog usitnjavanja pojedinaca. S tim u vezi, seksualni proces ne dovodi do brojčanog povećanja jedinki, već do vraćanja njihove normalne veličine. Vegetativno razmnožavanje pinnularije: 1 - epitekus, 2 - hipotekus, 10 - zalistak, 11 - pojas

Oblik seksualnog procesa je vrlo neobičan: zgnječene jedinke prilaze jedna drugoj, odbacuju teku i prekrivaju se sluzi. Svaka ćelija se dijeli mejozom, što rezultira stvaranjem četiri haploidne ćelije - tetrade. Dvije ili tri ćelije u svakoj pojedinoj umiru, a ostale se spajaju u parove. Zigota se naziva auksospora. Iz njega izrasta nova jedinka normalne veličine.

Upotreba dijatomeja: Ø Debele naslage stijena - dijatomita i tripolisa - formirane od zalistaka mrtvih dijatomeja. Koriste se u proizvodnji dinamita, materijala za zvučnu i toplinsku izolaciju, u mljevenju metala, te u proizvodnji filtera. Ø Učestvuje u prirodnim procesima prečišćavanja vode. Ø Silicijumska jedinjenja dijatomeja su perspektivna za upotrebu u nanotehnologiji, za dobijanje materijala sa unapred određenim osobinama. Najrasprostranjenije u slatkovodnim tijelima Republike Bjelorusije su vrste rodova Pinnularia, Tabellaria i Cyclotella.

6. Odjeljenje Smeđe alge (Phaeophyta). Ukupan broj vrsta je oko 1,5 hiljada. Širenje. Uglavnom u morima i okeanima širom svijeta. Boja talusa je od maslinastožućkaste do tamno smeđe. Boja je zbog mješavine različitih pigmenata: hlorofila, karotenoida, fukoksantina (smeđe).

Struktura. Talus smeđih algi je višećelijski. Među njima ima divova, ponekad dostižući 30-50 m. U visoko organiziranim vrstama formiraju zasebne ćelijske komplekse nalik asimilacijskom, skladišnom, mehaničkom i provodnom tkivu. Takva diferencijacija nastaje zbog podjele talusa na dijelove koji obavljaju različite funkcije: rizoide, aksijalni ("stabljika") dio i filoide ("lisni" dio). Ćelije smeđih algi su mononuklearne. Brojni hloroplasti češće

Rezervni proizvodi se akumuliraju u obliku laminarina, manitola i masnih ulja. Ćelijski zidovi pektin celuloze su lako sluzavi. Rast talusa je apikalan ili interkalarni. Očekivano trajanje života doseže nekoliko godina. Vegetativna reprodukcija može se vršiti odsječcima talusa. Aseksualno razmnožavanje odvija se uz pomoć brojnih dvo-bičastih zoospora, formiranih u jednoćelijskim, povremeno višećelijskim zoosporangijama, ili nepokretnim tetrasporama, formiranim u jednoćelijskim tetrasporangijama. Seksualni proces. Izogamni, heterogamni i oogamni.

Kod svih smeđih algi, osim kod fukusa, promjena nuklearnih faza je dobro izražena u životnom ciklusu. Mejoza se javlja u zoosporangijama ili tetrasporangijama. Zoospore ili tetraspore stvaraju gametofit (n), koji je biseksualan ili dvodoman. Zigota bez perioda mirovanja prerasta u sporofit (2 n). Kod vrsta različitih rodova priroda promjene nuklearnih faza je drugačija: kod nekih se sporofit i gametofit ne razlikuju po izgledu, kod drugih je sporofit snažniji i izdržljiviji od gametofita.

Smeđe alge su od velikog značaja kao stočno, prehrambeno, ljekovito i industrijsko bilje. Vrste roda Laminaria (Laminaria) su od najvećeg značaja kao prehrambene sirovine. Vrste roda - trajnice, koji rastu u Ohotskom moru, Bijelom, Crnom, Crvenom i Japanskom moru, imaju dugu steljku u obliku lista zelenkasto smeđe boje. Donji dio talusa izgled sličan peteljci lista. Uz pomoć rizoida, alge se pričvršćuju na kamenje.

7. Odjeljenje Crvene alge (Rhodophyta). Ukupan broj vrsta je 4 hiljade. Rasprostranjena u morima tropskih i suptropskih regija, ponekad u vodenim tijelima umjerene klime, a malo ih je slatkovodnih ili aerofitnih (nastanjuje se na tlu i kori drveća). Struktura. Njihov talus izgleda kao grmlje, sastavljen od višećelijskih granastih filamenata, rjeđe lamelarnog ili lisnatog, ponekad dužine do 2 m. Postoje znakovi tkivne diferencijacije. Rast je difuzan (nema specijalizovanih zona rasta) ili apikalni. U životnom ciklusu nema mobilnih oblika.

Boja je raznolika zbog raznih pigmenata: hlorofila, karotenoida, fikoeritrina, fikocijanina. Kloroplasti su češće u obliku diskova bez pirenoida. Rezervne supstance u obliku škroba ljubičaste boje. Pektin-celulozni ćelijski zidovi, zajedno sa međustaničnom supstancom, kod nekih vrsta postaju toliko sluzavi da ceo talus dobija mukoznu konzistenciju. Kod drugih vrsta, ćelijski zidovi su obloženi krečom, koji učvršćuje stelj.

Vegetativno razmnožavanje događa se formiranjem dodatnih izdanaka koji potiču iz tabana ili iz puzavih grana. Vertikalni talus u određenom periodu odumire i ostaje samo bazalni dio biljke, koji nakon nekog vremena proklija, formirajući nove izdanke. Najprimitivniji grimizni se razmnožavaju samo vegetativno. Za aseksualno razmnožavanje koriste se različite vrste spora. U nisko organiziranim ljubičastim biljkama, aseksualna reprodukcija se odvija monosporama. Monospore nemaju bičicu i membranu; nakon što napuste matičnu ćeliju, sposobne su za ameboidno kretanje. Kod nekih vrsta monospore se formiraju u bilo kojoj ćeliji talusa i ne razlikuju se od vegetativnih ćelija dok ne izađu, dok se kod drugih monosporangije formiraju na granama ograničenog rasta.

Seksualno razmnožavanje crvenih algi odvija se formiranjem složenih genitalnih organa. Ženski polni organ, nazvan karpogon, nastaje na krajevima bočnih grana. Njegov donji dio je proširen, a gornji dio sužen u tzv. trihoginu. Na dnu jurnjave automobila je jaje. Muški organi - anteridije - sakupljeni su u grupama na krajevima jako razgranatih filamenata. Razvijaju jednu nepokretnu spermu, koja se zove permacija. With

Značenje. Sirovine za dobijanje agara i joda, koriste se kao stočna hrana, jedu. Jedna od vrsta slatkovodnih algi nalazi se u Bjelorusiji - Batrachospermum (moniliforme).

Morski predstavnici crvenih algi su vrste iz rodova Porphyra (Porphyra) i Phicodrys (Phicodrys). Porfirij ima talus u jadu u jednoslojnoj ili dvoslojnoj ploči, koji se pri dnu sužava u malu stabljiku. Stabljika prelazi u đon formiran od rizoida. Biljke dostižu dužinu od metra ili više. Boja ploča je ružičasto-crvena.

Predstavnici roda Phycodris imaju stene do 20 cm visoke, često sa jako razgranatim stabljikama. Ploče su pojedinačne ili brojne, kožaste, sa kratkom klinastom ili srcolikom bazom.

8. Odjeljenje Zelene alge (Chlorophyta). Ukupan broj vrsta je oko 15 hiljada. Rasprostranjeno posvuda, uglavnom u slatkoj vodi, nešto u morima i vrlo malo u uslovima periodične vlage na tlu, stablima, ogradama, saksijama. Struktura. Odjel obuhvata jednoćelijske i višećelijske forme. Organi za kretanje kod pokretnih oblika su dvije, rjeđe četiri flagele iste dužine i oblika. Ćelije su jednonuklearne, ali mogu biti i višejezgrene. Kloroplasti u većini slučajeva s pirenoidima, različitog oblika, veličine i broja po ćeliji. Pigmenti - hlorofil, karotenoidi. Rezervni proizvodi su skrob i masna ulja. Razmnožavanje je vegetativno, aseksualno i polno. Seksualni proces je poznat kod gotovo svih vrsta i vrlo je raznolik: izogamija, heterogamija, oogamija, somatogamija.

vegetativna reprodukcija. Dijelovi talusa. Seksualni proces. Konjugacija. Dvije osobe su smještene paralelno. U njihovim ćelijama nastaju izbočine zidova koje rastu jedna prema drugoj. Na spoju, ćelijski zidovi postaju sluzavi, formirajući konjugacijski kanal, kroz koji protoplast iz ćelije jedne jedinke prelazi u ćeliju druge jedinke. Formira se velika sferna zigota sa debelim zidom. Zigota se dijeli mejozom. Formiraju se četiri haploidne ćelije, tri odumiru, a jedna klija u novu jedinku.

9. Odjel Chara algi (Charophyta). Odjel objedinjuje ne više od 700 vrsta. Struktura. To su makroskopske alge, spolja slične nekim višim biljkama. Visina njihovih steljki je obično 20-30 cm, ali može doseći 1-2 m. Bočne grane imaju ograničen rast, nalaze se u kolutovima u višećelijskim čvorovima. Internodije se sastoje od jedne dugačke ćelije, koja može biti obrasla korom uskih ćelija. Ćelijski zidovi su impregnirani krečom. Kloroplasti su zeleni i sadrže hlorofil i likopen. Rezervna supstanca je skrob. Reprodukcija. Vegetativno razmnožavanje vrši se pomoću posebnih kvržica na rizoidima ili zvjezdastih nakupina stanica na donjim čvorovima stabljike, koji stvaraju novi stelj. Ne postoji aseksualna reprodukcija.

3.2. alge (alge)

3.2.1. Glavne karakteristike i sistematika algi

Alge su ogromna grupa biljaka od velikog biološkog značaja i veoma značajne za čovečanstvo (odeljak 3.2.8). One su najprimitivnije biljke i nemaju podjelu tijela na stabljiku, korijen i listove. Stoga su u početku bile kombinovane sa gljivama u odeljenju Thallophyta (vidi napomenu na str. 43). Međutim, nakon novih naučnih otkrića postalo je jasno da alge nisu ništa manje raznolike od svih ostalih grupa biljaka zajedno, te da imaju vrlo malo zajedničkih osobina. Vjerojatno je najbolje uzeti u obzir alge kao sve fotosintetske organizme koji proizvode kisik koji su evoluirali u vodenom okolišu i koji su ga u potpunosti ovladali. Istina, na kopno su stigle i neke alge, ali u globalnim razmjerima produktivnost obalnih i kopnenih oblika je zanemariva u usporedbi s produktivnošću oceanskih i slatkovodnih algi. Ako se pridržavate ovog gledišta, onda u grupu algi treba uvrstiti i modrozelene alge (Cyanophyta). Međutim, budući da su ove alge prokarioti, predloženo je da se nazovu cijanobakterije (Cyanobacteria) kako bi se nekako razlikovale od eukariotskih algi. Pri tome se zanemaruje jedna vrlo važna činjenica, a to je da modrozelene alge tokom fotosinteze oslobađaju kiseonik, dok svi ostali fotosintetski prokarioti ne. Da bi se voda razdvojila na vodonik i kiseonik neophodno je prisustvo hlorofila i fotosistema II (odeljak 9.4.2), što je važna prednost u odnosu na fotosintetske bakterije. Vrlo malo se zna o tome kako je postignuta ova prednost, iako su pronađeni neki oblici koji su srednji između plavo-zelenih algi i bakterija. Ovo tumačenje povezanosti između plavo-zelenih algi i drugih biljaka, uključujući i druge alge, potkrijepljeno je dokazima koji podržavaju simbiotičku teoriju da biljni hloroplasti potječu od plavo-zelenih algi (odjeljak 9.3.1).

Sumirajući, možemo reći da je termin "alge" sam po sebi prikladan, ali njegova upotreba u taksonomiji unosi nepotrebne komplikacije. Plavo-zelene alge treba klasifikovati kao prokariote, a sve ostale alge kao eukariote.

Na sreću, eukariotske alge sasvim prirodno spadaju u dobro istaknute grupe, a glavna karakteristika je skup fotosintetskih pigmenata. AT savremena taksonomija takve grupe dobile su status odeljenja. Odnosi između odjeljenja još uvijek nisu razjašnjeni, a ovo pitanje je vrlo važno za razumijevanje porijekla viših biljaka i odnosa između prokariota i eukariota.

Sva odeljenja su navedena na sl. 3.11, i na sl. 3.12 dato moderne ideje o odnosima između ovih odjela. Glavne karakteristike algi i neki od glavnih odjela dati su u tabeli. 3.4.

3.2.2. aseksualno razmnožavanje algi

Alge imaju i aseksualnu i seksualnu reprodukciju. U nastavku su ukratko navedene glavne vrste aseksualne reprodukcije, od najjednostavnijih do najsloženijih.

Vegetativna reprodukcija. U nekim kolonijalnim oblicima, kolonije se mogu raspasti u zasebne fragmente, što dovodi do novih manjih kolonija. U većim algama, kao što je Fucus, na glavnom talusu se mogu formirati dodatni tali, koji se odvajaju i formiraju nove organizme.

Fragmentacija. Ovaj fenomen se opaža kod filamentoznih algi kao što su modrozelene alge i Spirogyra. Nit se cepa na strogo definisan način i formiraju se dve nove niti. Ovaj fenomen se može smatrati jednim od oblika vegetativnog razmnožavanja.

Binarna podjela. U ovom slučaju, jednoćelijski organizam se dijeli na dvije identične polovine, dok se jezgro dijeli mitotički. Uzdužna podjela ovog tipa uočena je u Eugleni.

zoospore. To su pokretne spore sa flagelama. Nastaju u mnogim algama, kao što je Chlamydomonas, iu nekim gljivama (vidi Oomycota, Tabela 3.2).

aplanospore. Ove nepokretne spore nastaju, na primjer, u nekim smeđim algama.

3.2.3. Seksualno razmnožavanje u algama

Seksualna reprodukcija kombinuje genetski materijal dvije odvojene jedinke iste vrste. Najlakši način takve reprodukcije je u algama; sastoji se u fuziji dvije morfološki (tj. strukturno) identične gamete. Takav proces se zove izogamija i gamete izogamete. Spirogyra izogamna i neke vrste Chlamydomonas.

Ako je jedna od gameta manje pokretna ili veća od druge, onda se ovaj proces naziva anisogamija. Kod Spirogyre se gamete ne razlikuju po građi, već se jedna od njih kreće, dok je druga nepokretna. Ovo se može posmatrati kao fiziološka anizogamija. Postoji još jedna opcija, kada je jedna gameta velika i nepokretna, a druga mala i pokretna. Takve gamete se nazivaju ženske i muške, a sam proces se naziva oogamy. Fucus oogamnas i neke vrste Chlamydomonas. Ženske gamete su velike jer sadrže zalihe nutrijenata neophodnih za razvoj zigota nakon oplodnje.

Sva tri tipa seksualne reprodukcije odgovaraju povećanju složenosti strukture tijela, pa je stoga oogamija, iako se nalazi u nekim jednostavnim algama, kao što je Chlamydomonas, općenito češća u složenijim algama, kao što je Phaeophyta. Oogamija je jedini način seksualne reprodukcije kod biljaka koje su bolje organizirane od algi.

Nažalost, terminologija koja se koristi za opisivanje gameta i reproduktivnih organa u biljkama je vrlo zbunjujuća, posebno u algama. U nastavku ćemo objasniti samo glavne pojmove.

U gljivama i nižim biljkama (alge, briofite i paprati) gamete se formiraju u posebnim strukturama tzv. gametangia. Muška gametangija naziva se anteridijum, a ženski gametanijum oogonijum ili arhegonijum.

Oogony* je jednostavan ženski gametangijum koji se javlja u mnogim algama i gljivama, a ženske gamete ili gamete koje se nalaze u njemu nazivaju se oosfere. Oplođena oosfera se zove oospore; pretvara se u sporu debelih zidova koja miruje, sposobnu da preživi nepovoljne uslove. Uobičajeni naziv za ženske gamete je jaje ili jaje, iako se ponekad termin "oosfera" koristi za označavanje jajeta; međutim, ovo nije sasvim tačno.

* (Oogonije se nazivaju i ćelije jajnika, od kojih se formiraju oociti kod životinja (vidi Poglavlje 20).)

Archegonium- ovo je složenija ženska gametangija, koja je karakteristična za briofite, paprati i mnoge golosjemenjača; arhegonijum će biti opisan kasnije u ovom poglavlju.

AT antheridia proizvode se muške gamete koje se tzv anterozoidi ili spermatozoida. Pokretni su jer su opremljeni jednom ili više flagela. Takve gamete su karakteristične za gljive, alge, briofite, paprati i neke golosjemenčice. Kod životinja se nazivaju muške polne ćelije spermatozoida ili sperma. Navedeni nazivi su prikazani na sl. 3.13.

Za potrebe ovog poglavlja nije toliko važno kako imenovati različite gamete istog pola, pa je sasvim dovoljno razlikovati spermatozoide, odnosno sve muške gamete, i jajašca, odnosno sve ženske gamete.

Kao i kod gljiva, neke alge pokazuju heterotaličnost (odjeljak 3.1.3).

3.2.4. Division Chlorophyta

Glavna svojstva Chlorophyta su navedena u tabeli. 3.4.

Tabela 3.4. Sistematika i glavne karakteristike nekih glavnih grupa algi 1)

1) (Zvjezdica označava sistematsko obilježje.)

Chlamydomonas (chlamydomonas) je jednoćelijska pokretna alga koja živi uglavnom u stajaćim vodama, odnosno u ribnjacima i jarcima, posebno ako je voda obogaćena i rastvorljivim azotnim jedinjenjima, kao što je oticanje sa stoka. Ćelije ove alge često se nalaze u tolikom broju da voda postaje zelena. Neke vrste žive u morska voda ili u bočatim estuarijima.

Struktura

Chlamydomonas uopće nije poput biljke, jer se aktivno kreće i ima pulsirajuće vakuole. Struktura chlamydomonas je prikazana na sl. 3.14. Elektronski mikrograf prikazuje tipične eukariotske organele: Golgijev aparat, mitohondrije, ribozome i male vakuole. U hloroplastima mnogih algi otkrivena je posebna struktura - pirenoid. Ovo je proteinska formacija, koja se uglavnom sastoji od ribuloza bisfosfat karboksilaze, enzima koji fiksira ugljični dioksid. Pirenoid je uključen u skladištenje ugljikohidrata, poput škroba. crveno oko percipira promjene u intenzitetu svjetlosti i ćelija se ili kreće tamo gdje je intenzitet svjetlosti optimalan za fotosintezu, ili ostaje na mjestu ako je svjetlost dovoljna. Ovaj odgovor na svjetlost se zove fototaksija(Odjeljak 15.1.2). Ćelija hlamidomonase pomera se usled udaranja dve flagele i uvrnuta je u vodu kao vadičep, rotirajući oko uzdužne ose.

Rice. 3.14. A. Chlamydomonas pod svjetlosnim mikroskopom; x 600. B. Shema strukture Chlamydomonas. B. Elektronski mikrograf Chamydomonas reinhardtii. × 1400

Životni ciklus

Životni ciklus Chlomydomonas je prikazan na sl. 3.15. Odrasla osoba je haploidna.

aseksualna reprodukcija

Aseksualno razmnožavanje vrši se uz pomoć zoospora. Roditeljska ćelija gubi flagele i protoplast ćelije se deli na dva do četiri protoplasta kćeri (obično četiri). U isto vrijeme dolazi do mitotičke diobe jezgra; osim toga, hloroplast se također dijeli. Protoplasti kćeri razvijaju nove ćelijske zidove, nove oči i nove flagele. Centriole (bazna tijela) su uključene u formiranje novih flagela. Ćelijski zid roditeljske ćelije postaje sluzav, a ćelije kćeri, koje se sada nazivaju zoospore, izlaze. Iz svake zoospore raste punopravna odrasla stanica Chlamydomonas. Ovaj proces je prikazan na sl. 3.16, A.

seksualna reprodukcija

Neke vrste Chlomydomonas su homotalične, druge su heterotalične; dok različite vrste mogu biti izogamne, anizogamne ili oogamne. Reprodukcija izogamnih vrsta prikazana je na sl. 3.16, B. Tokom klijanja, jezgro zigote se po prvi put mejotski dijeli i obnavlja se haploidno stanje karakteristično za odrasle organizme. Oslobođene mlade ćelije Chlomydomonas mogu se nazvati zoosporama dok ne budu potpuno zrele.

U ribnjacima i drugim vodenim tijelima sa stajaćom, ali čistom vodom, živi još jedna alga - negranasta nitasta alga Spirogyra. Većina vrsta spirogira su plutajućih oblika, a njene niti su ljigave i klizave.

Struktura

Cilindrične ćelije spirogire povezane su kraj na kraj i formiraju nit prikazanu na sl. 3.17. Sve ćelije su identične i između njih nema razdvajanja funkcija. Tanak sloj citoplazme leži duž periferije ćelije, a velika vakuola je, takoreći, omotana nitima citoplazme. Ove niti drže jezgro u centru ćelije. Jedan ili više spiralnih hloroplasta leže u tankom sloju citoplazme.

Rast i reprodukcija

Filamenti spirogire rastu interkalarno, tj. zbog podjele bilo koje od ćelija koje čine filament, bez obzira na to gdje se ta ćelija nalazi. Kod većine biljaka zona rasta je ograničena na apikalni region. Jezgro ćelije spirogire se mitotički dijeli, a zatim se od izraslina bočnih stijenki formira novi poprečni stanični zid. Dobivaju se dvije kćeri ćelije, koje rastu do normalnih veličina, zbog čega se cijela nit povećava u dužinu.

Kao što smo već napomenuli (odjeljak 3.2.1), aseksualna reprodukcija se događa fragmentacijom.

Seksualna reprodukcija se odvija na vrlo specifičan način, karakterističan za filamentne alge: dva filamenta su smještena jedan pored drugog, a suprotne ćelije oba filamenta povezane su kratkim cjevastim izraslinama. Čitav sadržaj ćelije ponaša se kao gameta; ovaj proces se može smatrati anizogamnim, jer, iako su obje gamete morfološki identične, samo jedna od njih je mobilna i kroz spojnu cijev teče u drugu ćeliju. Ovaj proces se naziva konjugacija.

3.2.5. Division Phaeophyta

Glavne karakteristike Phaeophyta navedene su u tabeli. 3.4.

Duž stjenovitih obala britanske obale često se nalaze razne alge iz roda Fucus. Vrlo su se dobro prilagodili prilično teškim uvjetima primorske zone, odnosno zone koja je naizmjenično izložena za vrijeme oseke, pa opet prekrivena vodom.

Najpoznatije su tri vrste Fucusa, koje se najčešće nalaze u blizini obale u tri različite zone na različitim dubinama; ovaj fenomen se zove zonsku distribuciju. Ove alge su kategorizirane prema njihovoj sposobnosti da izdrže izlaganje zraku. Navodimo glavne znakove po kojima se mogu prepoznati, te mjesta na obali gdje se mogu naći:

F. spiralis (ove ravne alge more je izbacilo na obalu) - u najviša tačka plima. Kada je uronjen, talus je blago uvijen u spiralu.

F. serratus (ono što se naziva obična, nazubljena ili nazubljena alga) - u srednjoj međuplimnoj zoni. Rubovi talusa su nazubljeni.

F. vesiculosus (tzv. mehuraste alge) - na najvišoj tački oseke. Postoje mjehurići zraka koji uzrokuju uzgon. Na sl. 3.18 možete vidjeti karakteristične vanjske znakove F. vesiculosus, a na sl. 3.19 prikazuje glavne karakteristike njegove unutrašnje strukture.

Rice. 3.18. Eksterna struktura Fucus vesiculosus. Karakteristične karakteristike i, posebno, adaptacije na okruženje. plodonosan kraj(receptacle) je dio steljke natečen i prekriven malim oteklinama (skafidijom ili konceptakulom), koji komunicira sa vanjskom okolinom samo kroz uske rupice. Kod ženskih biljaka krajevi plodova su tamnozeleni, kod muških narandžasti. vazdušni mehurići obično upareni i daju plovnost algama. Adventivne grane(ponekad se prekine; ovo je jedan od oblika vegetativnog razmnožavanja). apex ćelija predstavlja tačku rasta u kojoj dolazi do diobe ćelije. Edge- ovo je kruta formacija koja obavlja mehaničke funkcije i, moguće, je uključena u prijenos određenih tvari. Plate ravna i elastična (mršava); zelenkasto-smeđa boja zbog fotosintetskog sloja blizu površine; prekrivena sluzom, što sprečava da se isuši za vreme oseke. Rebro zajedno sa pločom tvori talus. Dio ukorijenjenog talusa (u ovom slučaju bazalni disk) je bezbojan i jako se vezuje za stijene sa steljkom itd. Veličina algi varira do 1 m ili više. Talus ravne i kaišne; priroda grananja je takva da je otpor talasima minimiziran; mjehurići zraka podržavaju talus blizu površine, što potiče fotosintezu. Peteljka- ovo je u osnovi rebro; peteljka je fleksibilna i stoga uspješno odolijeva valovima

U tijelu algi, ili talusu, postoji određeno razdvajanje funkcija između različitih tkiva. Ovaj trend se bolje vidi kod Phaeophyta nego kod svih ostalih grupa algi. Malo kasnije ćemo se osvrnuti na adaptacije algi na okolinu.

Reproduktivni organi

Seksualno razmnožavanje je oogamno. F. vesiculosus i F. serratus su dvodomne, što znači da imaju i mužjake i ženke. F. spiralis je hermafrodit, koji ima i muške i ženske reproduktivne organe na istoj biljci u istim posudama - skafidijama ili konceptakulima. Reproduktivni organi se razvijaju unutar skafidija na "plodnim" vrhovima nekih talisa. Svaki skafid ima uski otvor (pore) kroz koji se potom oslobađaju reproduktivni organi. Njihova struktura je prikazana na sl. 3.19.

Odrasle biljke su diploidne, a gamete nastaju kao rezultat mejotske diobe.

Prilagođavanja okolini

Prije nego što razmotrimo adaptacije Fucusa na stanište, treba reći nekoliko riječi o samom okruženju koje je prilično neprijateljsko. Budući da su biljke međuplimne zone, različite alge su u različitom stepenu izložene zraku za vrijeme oseke. Stoga moraju imati zaštitne uređaje od isušivanja. Osim toga, temperatura se vrlo naglo mijenja kada se hladni morski valovi izlije u tople lokve preostale nakon oseke. Biljke se moraju prilagoditi još jednom faktoru, odnosno naglim promjenama slanosti vode, bilo da je povećana isparavanjem iz malih bazena nastalih nakon oseke, ili smanjena kišom. Da bi se izdržali faktori kao što su plima, valovi i udari valova, potrebna je dovoljna mehanička čvrstoća. Veliki valovi počinju da kotrljaju kamenje, a to može uzrokovati vrlo ozbiljnu štetu biljkama.

Morfološke adaptacije (opća struktura)

Talus alga je čvrsto pričvršćena za tlo ukorijenjeni dio talusa(rizoidi ili bazalni disk) (slika 3.18). Toliko se snažno veže za tlo (obično kamenje) da je alge izuzetno teško otkinuti s njega. Kamen u pravilu ne podnosi prvi, a ne korijenski dio talusa.

Talus algi nije kontinuiran, već seciran; grana se dihotomno u istoj ravni, a to vam omogućava da minimizirate otpor vodenog stupca. Osim toga, izdržljiv je i otporan, ali nije krut. Rebra talusa su jaka i fleksibilna.

Plutajuća alga F. vesiculosus ima posebne mjehuriće zraka koji drže talus na površini vode, tj. pod uvjetima koji pogoduju maksimalnom hvatanju svjetlosti za fotosintezu.

fiziološke adaptacije

Među fotosintetskim pigmentima preovlađuje smeđi pigment - fukoksantin. Ovo je jedna od adaptacija za podvodnu fotosintezu, budući da fukoksantin snažno apsorbira plavu svjetlost, koja prodire mnogo dalje u vodeni stup nego duže valne dužine, kao što su crvene.

Talus luči mnogo sluzi, koja ispunjava sve unutrašnje šupljine algi i curi van. Sluz pomaže u boljem zadržavanju vode i sprječava dehidraciju.

Osmotski pritisak u ćelijama je mnogo veći nego u morskoj vodi, tako da se ne primećuje osmotski gubitak vode.

Prilagodbe za seksualnu reprodukciju

Oslobađanje gameta je sinkronizirano s plimama. Za vrijeme oseke talus se presuši, a iz skafidije se istiskuju reproduktivni organi, koji su od isušivanja zaštićeni sluzom. Tokom plime, zidovi reproduktivnih organa se rastvaraju, oslobađajući gamete. Muške gamete su pokretljive i imaju pozitivnu kemotaksu za supstance koje luče ženske gamete.

Razvoj zigote se dešava odmah nakon oplodnje, što smanjuje rizik od odnošenja u okean.

3.2.6. Division Euglenophyta

Glavne karakteristike Euglenophyta su date u tabeli. 3.4. Ovaj odjel karakteriziraju znakovi i biljaka i životinja, što uvelike otežava klasifikaciju organizama koji pripadaju ovom području. Iz tog razloga ih i botaničari i zoolozi obično uključuju u svoje sistematske sheme. O ovim problemima će biti reči kasnije, nakon opisa roda Euglena.

Euglena je najčešća jednoćelijska alga koja se nalazi u slatkovodnim ribnjacima, jarcima i bilo kojem drugom vodnom tijelu bogatom otopljenim organskim spojevima. Poput Chlamydomonas, ponekad se razmnožava toliko intenzivno da voda postaje zelena, jer među pigmentima euglene prevladava hlorofil. Struktura euglene prikazana je na sl. 3.20, gdje su navedene neke od njegovih karakteristika.

Rice. 3.20. Struktura Euglena gracillis. Kanal- mjesto kroz koje ulazi hrana kod nezelenih vrsta; pelikula je odsutna ovdje, što omogućava gutanje malih čestica. špijunku(stigma) je crvena; uključeni u reakciju fototaksije. Fotoreceptor detektuje izvor svetlosti i tera telo da pliva u pravcu optimalnog osvetljenja (fototaksija); smjer kretanja se može promijeniti kada je fotoreceptor zasjenjen. Dugački bičak koristi se za kretanje; obično usmjeren naprijed; talasasti pokreti prolaze duž flageluma od baze do vrha; flagelum vuče ćeliju za sobom; dok se kreće naprijed, ćelija se rotira oko svoje ose, ostavljajući za sobom trag nalik vadičepu. Pulsirajuća vakuola okružena dodatnim vakuolama; učestvuje u osmoregulaciji, ispumpavajući višak vode u rezervoar, koji je ušao u ćeliju kao rezultat osmoze. kratki flagelum ne učestvuje u kretanju. Paramylon granule formiran je od polimera glukoze, sličnog škrobu i skladišteni je ugljikohidrat. pellicle nalazi ispod plazma membrana; fleksibilan. Hloroplasti sadrže fotosintetske pigmente. AT citoplazma postoje kontraktilna vlakna koja uzrokuju peristaltičke valove deformacije stanica; ovo kretanje se naziva euglenoid

Euglena nema ćelijski zid. Izvana je ćelija prekrivena plazma membranom, odmah ispod koje je protein pellicle. Pelikula je prilično fleksibilna i to omogućava ćeliji da poprimi različite oblike. Pelikula u potpunosti okružuje citoplazmu i može se posmatrati kao neka vrsta egzoskelet. Sastoji se od niza zadebljanih uzdužnih traka i isprepletenih mikrofibrila. Kada su unutar citoplazme, sićušna fibrila se zovu mionemija, trake pelikula počinju kliziti jedna u odnosu na drugu, zbog čega se mijenja oblik tijela. Ovaj fenomen se zove euglenoidni pokret. Na sl. 3.20 (razmotrimo ocelus, fotoreceptor i dugi flagelum) i detaljno je opisan u sek. 17.6.3.

Aseksualna reprodukcija se odvija uzdužnom podjelom ćelije na dva dijela. Seksualno razmnožavanje se ne opaža.

Hrana

Zelene vrste euglene su autotrofne i sintetiziraju sve potrebne tvari iz ugljičnog dioksida, vode i mineralnih soli. Istovremeno im je potrebno izvana primati vitamine B1 i B12 koje ne mogu sami sintetizirati. Po tome se euglena ne razlikuje od životinja, iako mnoge druge alge također imaju takvu potrebu za vitaminima.

Nekoliko vrsta euglene nemaju hlorofil i stoga nisu ni obojene niti sposobne za fotosintezu (tj. heterotrofne su). Hrane se vrstom saprofita, probava se odvija izvan ćelije. Kada je vodno tijelo zagađeno, oni napreduju, jer je materijal koji se raspada bogat organskim jedinjenjima. Drugi bezbojni oblici su u stanju da gutaju male čestice hrane, za šta imaju neku vrstu "ždrela", gde nema pelikule. Ove čestice se zatim probavljaju unutar ćelije (holozojska ishrana, odeljak 10.1.1). Hrana se ubacuje u ždrijelo kretanjem flagela. Ove vrste na mnogo načina podsjećaju na najjednostavniji Rerapema (odjeljak 4.1.1).

Ako se zelene ćelije Euglene drže u mraku duže vrijeme, hloroplasti nestaju i stanice postaju bezbojne. Ako u mediju ima dovoljno organskih tvari, tada stanice mogu dugo živjeti kao saprofiti. Kada se iznesu na videlo, ponovo se pojavljuje hlorofil.

Problemi taksonomije Euglene

Kao što smo već rekli, a kao što slijedi iz tabele. 3.1, Euglenu karakteriziraju karakteristike i biljaka i životinja. Jedan od ovih životinjskih znakova, koji još nismo uzeli u obzir, je prisustvo u oku astaksantin- pigment karakterističan za životinje.

Lakoća s kojom neke euglene mogu promijeniti iz zelene u bezbojnu i obrnuto ukazuje da se čini da su trajno bezbojne vrste evoluirale iz zelene. Ako su kasnije bezbojni oblici razvili posebne adaptacije za holozojsko hranjenje, slične onima pronađenim u Peranemi, onda je sasvim moguće da su preci protozoa bili slični biljkama. Međutim, ne treba zaboraviti da je evolucija mogla ići i u suprotnom smjeru, budući da smo već na početku ovog poglavlja raspravljali o mogućnosti da bi preci biljaka mogli biti slični životinjama (tj. heterotrofnim eukariotima).

Prilikom odlučivanja da li euglenu smjestiti u biljno ili životinjsko, mora se imati na umu da Chlamydomonas ima i neke životinjske karakteristike, a ipak se obično klasifikuje kao biljka. Glavne poteškoće taksonomista vezane su za način ishrane. Očigledno, euglenu još uvijek treba pripisati biljkama, jer se prisutnost hloroplasta smatra jedinstvenom osobinom svojstvenom samo biljnom carstvu. Sve nas to, međutim, još jednom podsjeća kako je teško prirodi nametnuti umjetnu taksonomiju koju su ljudi izmislili.

3.3. Napravite tabelu biljnih i životinjskih likova Euglene. Za ovo koristite ovu tabelu. 3.1, sl. 3.20 i gore navedene informacije.

3.2.7. Pravci evolucije algi

Čak i nekoliko primjera koje smo razmotrili u prethodnim poglavljima dovoljno je da shvatimo da postoji mnogo vrsta algi, uključujući i jednoćelijske oblike kao što je Chlamydomonas, i tako relativno velike organizme kao što je Fucus, u kojima je tijelo diferencirano i postoji određena funkcije podjele između pojedinih tkiva. Neke velike smeđe alge čak imaju provodno tkivo, iako nemaju pravo provodno tkivo - ksilem i floem.

Kod algi postoji jasna tendencija kompliciranja procesa seksualne reprodukcije od jednostavne izogamije i anizogamije do oogamije. Međutim, jedan ili drugi trend treba koristiti s velikom dozom opreza kako bi se objasnili evolucijski odnosi između pojedinih grupa algi. Takvi odnosi još nisu u potpunosti razjašnjeni, a grupa Chlorophyta (zelene alge), od koje se vjeruje da potječu kopnene biljke, vrlo je raznolika: ima i jednostavne jednoćelijske oblike i mnogo složenije, a spolna reprodukcija također varira. od izogamije do oogamije.

3.2.8. Vrijednost algi

Uloga algi u biosferi

Trenutne procjene govore da okean čini najmanje polovinu svjetske primarne proizvodnje u smislu fiksnog ugljika. Ovu primarnu proizvodnju formiraju alge - jedine biljke koje naseljavaju ocean. S obzirom na ogromnu površinu koju ocean zauzima, treba očekivati ​​da bi njegova produktivnost trebala biti još veća, ali ne smijemo zaboraviti da je fotosinteza moguća samo u površinskim slojevima, gdje svjetlost prodire i gdje je ograničavajući faktor dostupnost nutrijenata, posebno azota i fosfora.

Alge su vrlo važni primarni proizvođači (Poglavlje 12) koje pokreću većinu lanaca ishrane, uključujući gotovo sve morske i mnoge slatkovodne lance. Ovi lanci do ribe dolaze preko zooplanktona*, rakova itd. Mnoge mikroskopske alge su jednoćelijske i glavna su komponenta fitoplanktona*.

* (Plankton su najmanje biljke (fitoplankton) i životinje (zooplankton) koje slobodno plivaju u površinskim slojevima okeana i jezera. Plankton je od velike ekonomske i ekološke važnosti.)

Fiksacija ugljika je samo jedna od posljedica fotosinteze (Odjeljak 9.2). Osim toga, fotosinteza održava nivo kisika u atmosferi, pri čemu najmanje polovinu kisika proizvode alge, a njihov doprinos ovom procesu je mnogo veći od doprinosa kopnenih šuma.

Alginska kiselina, agar i karagenan

Mnogi korisni proizvodi se dobijaju iz algi, kao što su alginska kiselina, agar i karagenan. Alginska kiselina a njegovi derivati ​​(alginati) su polisaharidi koji se ekstrahuju iz srednje lamine i staničnih zidova smeđih algi kao što su Laminaria, Ascophyllum i Macrocystis. Alge se sakupljaju u velikim količinama u priobalnim plitkim vodama; Macrocystis, na primjer, bere se uz obalu Kalifornije. Pročišćeni alginati su netoksični i lako stvaraju gelove. Široko se koriste kao učvršćivači i sredstva za želiranje za industrijske proizvode (na primjer, u kozmetici - za proizvodnju krema za ruke); kao emulgatori - za pripremu sladoleda; kao tvari koje stvaraju žele - u konditorskoj industriji; u proizvodnji lakova, boja i lijekova; za dobijanje glaziranog keramičkog posuđa.

agar- polisaharid koji se dobija iz crvenih algi. Formira iste gelove kao alginati, ali je možda poznatiji kao vrlo pogodan medij za uzgoj bakterija i gljivica. U tu svrhu priprema se razrijeđena otopina agara, zatim se u nju dodaju različite hranjive tvari, steriliziraju i ostavljaju da se stvrdne, čime se dobiva želeasta masa. Osim toga, agar se koristi u iste svrhe kao i alginati.

karagenan (karagenan) je još jedan polisaharid ćelijskog zida koji potiče prvenstveno iz crvene alge Chondrus crispus. Po svojoj hemijskoj strukturi veoma je sličan agaru i koristi se u iste svrhe.

dijatomejska zemlja (kiselgur)

Alge koje pripadaju odjelu Bacillariophyta su uglavnom jednoćelijske; oni se nazivaju dijatomeje. Ove alge karakterizira posebna struktura stanične stijenke koja sadrži silicij. Nakon smrti ćelije, ostaci dijatomeja padaju na dno mora i jezera i tamo se postepeno nakupljaju velike naslage. Tako formirana "dijatomejska zemlja" sadrži dosta (do 90%) silicijuma. Nakon pravilnog pročišćavanja, ova "zemlja" se može koristiti kao odličan materijal za filtriranje (na primjer, u proizvodnji šećera ili bistrenja piva), kao punilo u proizvodnji boja ili papira i kao izolacijski materijal koji može izdržati nagle promene temperature.

Đubrivo

Na farmama koje se nalaze u blizini obale, velike alge (crvene i smeđe) tradicionalno se koriste kao gnojivo, iako u malom obimu. Alge su bogate kalijem, ali sadrže mnogo manje dušika i fosfora nego u običnom stajnjaku. Stoga njihovo gnojivo djelovanje nije jako veliko. Značajniju ulogu imaju slobodnoživuće modrozelene alge, koje su vrlo važni fiksatori dušika i prilično su česte u tlu (odjeljak 9.11.1).

prehrambeni proizvodi

Neke morske alge se serviraju direktno na stol, posebno na Dalekom istoku. Crvene alge Porphyra i velike smeđe alge Laminaria, koje se smatraju delikatesom, obično se jedu sirove ili koriste u raznim jelima. U Južnom Walesu, Porphyra se koristi u tradicionalnom jelu u kojem se kuhana alga pomiješa sa zobenim pahuljicama i zatim dinsta u ulju. U potrazi za novim izvorima hrane, velika pažnja posvećena je industrijskom uzgoju algi. Međutim, vrlo malo algi je pogodno za dobijanje novih prehrambenih proizvoda, a do sada je u ovoj oblasti postignut značajan napredak u uzgoju bakterija i gljivica. Od plavo-zelenih algi, Spirulina se smatra obećavajućom.

Čišćenje odvoda

Alge daju određeni doprinos radu mikroorganizama u tretmanu otpadnih voda, budući da otpadne vode sadrže hranjive tvari ne samo za bakterije, gljive i protozoe, već i za mikroskopske zelene alge. Posebno su korisni u otvorenim "oksidacijskim ribnjacima", koji se široko koriste u tropskim i suptropskim zemljama. Otvoreni ribnjaci dubine od 1 do 1,5 m se pune neprečišćenom otpadnom vodom. U procesu fotosinteze alge oslobađaju kisik i tako osiguravaju vitalnu aktivnost drugih aerobnih mikroorganizama koji rastu u otpadnim vodama. S vremena na vrijeme, alge se beru i prerađuju za ishranu stoke.

Naučno istraživanje

Jednoćelijske alge imaju sve karakteristične osobine tipičnih biljaka, pa su idealan materijal za naučna istraživanja, jer se, prvo, mogu uzgajati u velikom broju pod strogo određenim uslovima, a drugo, za to nije potrebno mnogo prostora. Primjer takve alge je Chlorella, koja s pravom zauzima počasno mjesto u istraživanju fotosinteze (Odjeljak 9.4.3). Alge se također koriste u proučavanju apsorpcije jona. Takođe su bili od velike koristi u pionirskim studijama strukture ćelijskog zida i flagela.

Šteta uzrokovana algama

Pod određenim uslovima alge "cvjetaju", odnosno nakupljaju se u velikim količinama u vodi. "Cvjetanje" se opaža u prilično toplom vremenu, kada u vodi ima puno hranjivih tvari. Takvu situaciju čovjek vrlo često umjetno stvara kada se industrijski otpadni fluktuira u vodu ili kada đubrivo sa polja dospijeva u rijeke i jezera. Kao rezultat toga, počinje eksplozivna reprodukcija primarnih proizvođača (algi) i kršeći sve zakone prirode, one počinju umirati prije nego što budu pojedene. Uz naknadnu razgradnju ostataka dolazi do jednako intenzivnog razmnožavanja aerobnih bakterija i voda je potpuno lišena kisika. Sve se to događa vrlo brzo, a zbog nedostatka kisika ribe i druge životinje i biljke počinju umirati. Povećanje koncentracije hranjivih tvari u vodi koje pokreće cijeli ovaj proces naziva se eutrofikacija rezervoara, a ako se brzo dogodi, onda možemo pretpostaviti da je to još jedan oblik zagađenja životne sredine.

Toksini koji nastaju tokom "cvjetanja" vode, posebno tokom razmnožavanja plavo-zelenih algi, povećavaju smrt životinja. Ovakvi izlivi algi predstavljaju ozbiljan problem za ribnjake, posebno tamo gdje intenzivno iznošenje gnojiva na polja dodatno povećava eutrofikaciju. Slične komplikacije nastaju sa "cvjetanjem" vode u okeanu. Osim toga, toksini, nakupljajući se u tijelu mekušaca i rakova koji se hrane algama, a zatim ulazeći u ljudsko tijelo, uzrokuju u njemu razna trovanja i paralize.

Alge su također povezane s mnogim poteškoćama u skladištenju vode za piće u rezervnim rezervoarima kada se kontaminira otpadnim produktima algi ili kada alge počnu rasti na pješčanim filterima, potpuno ih začepljuju.

3.4. Poteškoće o kojima smo upravo govorili vjerovatnije će se pojaviti u akumulacijama koje se nalaze u nizinama. Objasnite zašto bi to trebalo biti tako.

3.5. Za razliku od mnogih gljivica i bakterija, alge ne uzrokuju nikakve bolesti. Sa čime je to povezano?

Alge - velika grupa drevne biljke. Strukturu njihovog tijela i veličinu karakterizira velika raznolikost. Postoje mikroskopske veličine jednoćelijskih, višećelijskih i kolonijalnih oblika (u 1-2 mikrona) i velike, s različitom strukturom talusa, koje dosežu 30-45m. Razmotrite opće karakteristike algi.

Zajedničko svojstvo svih algi je prisustvo hlorofila. Osim hlorofila, alge mogu sadržavati i druge pigmente (fikocijan, fikoeritrin, karoten, ksantofil, fikoksantin). Ovi pigmenti daju algi crvenu, smeđu, žuto-zelenu boju, maskirajući glavnu zelenu boju.

opšte karakteristike

Hrana. Prisustvo pigmenata u ćelijama algi obezbeđuje autotrofnu vrstu ishrane. Međutim, mnoge alge imaju sposobnost, pod određenim uvjetima, da pređu na heterotrofnu ishranu (euglena - u mraku) ili da je kombinuju sa fotosintezom.

Klasifikacija algi. Broj vrsta algi prelazi 40 hiljada. Međutim, njihova klasifikacija nije završena, jer nisu svi oblici dobro proučeni. Kod nas je prihvaćena podjela algi na 10 odjeljenja: plavo-zelene, pirofitne, zlatne, dijatomejske, žuto-zelene, smeđe, crvene, euglenske, zelene, šarene. Najveći broj vrsta su zelene (13-20 hiljada) i dijatomeje (10 hiljada).

Podjela algi na dijelove obično se poklapa s njihovom bojom, u pravilu povezana sa strukturnim karakteristikama ćelija i talusa.

Struktura ćelije algi. Alge su jedina grupa organizama koja uključuje prokariote (plavo-zelene) i eukariote (sve ostale). U jezgrima eukariotskih algi identificirane su sve strukture karakteristične za jezgra drugih eukariota: membrane, nuklearni sok, jezgre, hromozomi.

Strukturu, sastav i svojstva ostalih ćelijskih komponenti u algama karakteriše velika raznolikost. U procesu evolucije, prirodna selekcija je sačuvala najperspektivnije oblike, uključujući i tip ćelijske organizacije koja je omogućila biljkama da pređu na zemaljski način života.

Uzgoj algi može biti vegetativna, aseksualna (uz pomoć spora) i seksualna. Kod istih vrsta, u zavisnosti od uslova i doba godine, načini razmnožavanja su različiti. U ovom slučaju se opaža promjena nuklearnih faza - haploidna i diploidna.

Uslovi života i staništa algi. Povoljni uslovi za postojanje algi su: prisustvo svetlosti, izvori ugljenika i mineralnih soli, a glavno stanište za njih je voda. Temperatura, salinitet vode, itd., imaju veliki uticaj na život algi.

Većina algi su stanovnici slatkih i morskih voda. Mogu naseljavati vodeni stupac, slobodno plivati ​​u njemu, formirajući fitoplankton, ili se naseljavati na dnu, vezujući se za razne objekte, žive i mrtve organizme, formirajući fitobentos. Naseljavaju alge i tople izvore, kao i vodena tijela sa visokim salinitetom.