CARATTERISTICHE GENERALI DELLE ALGHE

La differenza tra alghe e altre piante. Metodi di alimentazione delle alghe. Pigmenti dell'apparato fotosintetico. Alimentazione delle alghe fototrofiche, eterotrofe e mixotrofiche. Struttura cellulare. I principali tipi di struttura morfologica del corpo delle alghe. Cicli di riproduzione e sviluppo delle alghe (riproduzione vegetativa, asessuata, sessuale) Cambiamento di generazioni e fasi nucleari nei cicli di vita delle alghe.

Alghe e ambiente. Condizioni di vita esterne. Gruppi ecologici di alghe. Alghe planctoniche. Alghe bentoniche. Alghe terrestri. Alghe del suolo. Alghe di neve e ghiaccio. Alghe di acqua salata. Alghe luminose. Convivenza di alghe con altri organismi.

Il valore delle alghe nella natura e nella vita umana.

Classificazione delle alghe.

PANORAMICA SISTEMATICA DELLE ALGHE

Dipartimento di alghe blu-verdi (Cyanophyta).Livelli di organizzazione. Struttura cellulare. Struttura del tallo. Riproduzione. Classificazione. Le classi sono chroococcal, ormogonium, chamesiphon. Origine, evoluzione e filogenesi. Caratteristiche ambientali. Distribuzione e rappresentanti. Valore.

Dipartimento di alghe verdi (Chlorophyta). Livelli di organizzazione. Struttura cellulare. Tipi di organizzazione morfologica dei talli. Metodi di riproduzione. Importanza nella natura e nella vita umana. Classificazione delle divisioni. Principi di classificazione. Le classi sono pari-pettorali, prasinofitiche, coniugate, chara.

La classe è alghe a punta equina, o in realtà alghe verdi. Gli ordini sono volvox, clorococco, ulotrix. Forme unicellulari, coloniali e cenobiali. La struttura dei talli multicellulari. Riproduzione. Struttura cellulare. Rappresentanti chiave.

Classe coniugata. Caratteristiche dell'organizzazione e della struttura dei talli. Metodi di riproduzione. Caratteristiche e tipi di coniugazione. Gli ordini sono mesotenici, desmidiani, zignemici. Distribuzione in natura. Rappresentanti.

Classe Charovoe. Struttura del tallo. Metodi di riproduzione. Ecologia e significato. Rappresentanti chiave.

Tempo di comparsa delle alghe verdi. Origine, evoluzione e filogenesi. Le principali linee di evoluzione all'interno degli ordini. Alghe verdi come antenate delle piante superiori.

Dipartimento di diatomee (Diatomeae, Bacillariophyta).Caratteristiche dell'organizzazione e della struttura delle colonie . Caratteristiche citologiche. Metodi di riproduzione. Classificazione. Le classi sono pennate e centric. Rappresentanti chiave. Distribuzione, ecologia, significato. Rappresentanti. Tempo di occorrenza, origine e filogenesi delle diatomee.

Dipartimento di alghe brune (Phaeophyta).Livello di organizzazione. Struttura anatomica e morfologica dei talli. Caratteristiche citologiche. Metodi di riproduzione. Tipi di ciclo di vita. Classificazione delle divisioni. Le classi sono isogenetiche, eterogenee, ciclospore. Rappresentanti chiave. Diffusione. Ecologia. Valore. Tempo di occorrenza, origine e filogenesi delle diatomee.

Alga marina

Le alghe (lat. Algae) sono un gruppo ecologico eterogeneo di organismi unicellulari, coloniali o multicellulari prevalentemente fototrofici che vivono, di regola, nell'ambiente acquatico, rappresentando sistematicamente un insieme di molti dipartimenti. Entrando in simbiosi con i funghi, questi organismi nel corso dell'evoluzione hanno formato organismi completamente nuovi: i licheni.Lo studio delle alghe è una tappa importante nella formazione di specialisti nel campo della maricoltura, della piscicoltura e dell'ecologia marina. La scienza delle alghe si chiama algologia.

Informazione Generale

Le alghe sono un gruppo di organismi di varia origine, accomunati dalle seguenti caratteristiche: presenza di clorofilla e nutrizione fotoautotrofica; negli organismi multicellulari, non c'è una chiara differenziazione del corpo (chiamato tallo, o tallo) in organi; mancanza di un sistema di conduzione pronunciato; vivere in un ambiente acquatico o in condizioni umide (nel suolo, luoghi umidi, ecc.). Loro stessi non hanno organi, tessuti e sono privi di membrana tegumentaria.

Alcune alghe sono capaci di eterotrofia (nutrendosi di materia organica pronta), sia osmotrofica (superficie cellulare), ad esempio flagellati, sia deglutendo attraverso la bocca cellulare (euglena, dinofite). La dimensione delle alghe varia da una frazione di micron (coccolitoforidi e alcune diatomee) a 30-50 m (alghe brune - kelp, macrocystis, sargassum). Il tallo è sia unicellulare che multicellulare. Tra le alghe multicellulari, insieme a quelle grandi, ci sono quelle microscopiche (ad esempio, lo sporofito di alghe). Tra gli organismi unicellulari, ci sono forme coloniali, quando le singole cellule sono strettamente interconnesse (collegate tramite plasmodesmi o immerse nel muco comune).

Le alghe includono un numero diverso (a seconda della classificazione) di divisioni eucariotiche, molte delle quali non sono associate a un'origine comune. Inoltre, le alghe blu-verdi oi cianobatteri, che sono procarioti, sono spesso indicati come alghe. Tradizionalmente, le alghe sono classificate come piante.

Citologia

Le cellule delle alghe (ad eccezione del tipo ameboide) sono ricoperte da una parete cellulare e / o da una membrana cellulare. La parete si trova all'esterno della membrana cellulare, di solito contiene un componente strutturale (ad esempio, cellulosa) e una matrice amorfa (ad esempio, pectina o sostanze agar); può anche contenere strati aggiuntivi (ad esempio, lo strato di sporopollenina nella clorella). La membrana cellulare è un guscio di organosilicio esterno (in diatomee e alcune altre ocrofite) o uno strato superiore ispessito del citoplasma (plasmalemma), che può contenere strutture aggiuntive, ad esempio vescicole, vuote o con piastre di cellulosa (una sorta di conchiglia, teca, in dinoflagellati). Se la membrana cellulare è di plastica, la cellula può essere in grado di compiere il cosiddetto movimento metabolico, che scorre a causa di un leggero cambiamento nella forma del corpo.

I pigmenti fotosintetici (e "mascherandoli") si trovano in plastidi speciali - i cloroplasti. Il cloroplasto ha due (alghe rosse, verdi, charovye), tre (euglena, dinoflagellati) o quattro (alghe ocrofitiche). Ha anche un proprio apparato genetico altamente ridotto, che suggerisce la sua simbiogenesi (origine da una cellula procariotica catturata o, nelle alghe eterocontatte, eucariotica). La membrana interna sporge verso l'interno, formando pieghe - tilacoidi, raccolti in pile - grani: monotiloide in rosso e blu-verde, due e più in verde e charovy, tre tilacoidi nel resto. I pigmenti si trovano effettivamente sui tilacoidi. I cloroplasti nelle alghe hanno forme diverse (a forma di disco piccolo, a forma di spirale, a forma di coppa, stellate, ecc.) Molti cloroplasti hanno formazioni dense - pirenoidi. I prodotti della fotosintesi, che sono attualmente superflui, vengono immagazzinati sotto forma di varie sostanze di stoccaggio: amido, glicogeno, altri polisaccaridi, lipidi. Tra le altre cose, i lipidi, essendo più leggeri dell'acqua, consentono alle diatomee planctoniche con il loro guscio pesante di rimanere a galla. In alcune alghe si formano bolle di gas, che forniscono anche galleggiabilità alle alghe.

Cicli di riproduzione e sviluppo

Le alghe hanno una riproduzione vegetativa, asessuata e sessuale.

La riproduzione vegetativa può essere eseguita sia mediante una semplice divisione di un organismo multicellulare (frammenti di filamenti di Spirogyra (Spirogyra) o di una colonia (Synura) in più parti, sia con l'aiuto di organi specializzati. Dell'ordine di charovy - noduli sui rizoidi .

La riproduzione asessuata delle alghe viene effettuata utilizzando zoospore mobili o aplanospore immobili. In questo caso, il protoplasto della cellula sporangio è diviso in parti ei prodotti della divisione lasciano il suo guscio. L'individuo su cui si formano gli sporangi è chiamato sporofito. Spesso le spore mobili o immobili hanno nomi speciali. Ad esempio, le aplanospore che assumono la forma di una cellula madre, essendo al suo interno, sono chiamate autospore, e se l'aplanospora è vestita di uno spesso guscio e cade in uno stato di riposo, allora è un'ipnospora; le zoospore che hanno perso i flagelli, ma hanno mantenuto i vacuoli contrattili e l'ocello, saranno chiamate emisoospore.

Riproduzione sessuale. Durante la riproduzione sessuale, si verifica una fusione a coppie di cellule aploidi per formare uno zigote diploide. Le alghe hanno diverse varianti del processo sessuale: isogamia - la fusione di due gameti mobili della stessa forma e dimensione; eterogamia: la fusione di due gameti mobili della stessa forma, ma di dimensioni diverse; oogamia: la fusione di un grande uovo immobile con un piccolo sperma mobile. Le cellule in cui si formano i gameti sono chiamate gametangia e le piante con gametangia stesse sono chiamate gametofiti. I gametangia sono di due tipi: formano numerosi spermatozoi - antheridia e formano uno o più ovociti oogonia. Inoltre, la riproduzione sessuale in alcuni gruppi di alghe può essere eseguita senza la formazione di gameti. Ad esempio, se due alghe unicellulari mobili si fondono, allora questa è ologamia; fusione di protoplasti di due cellule vegetative aploidi immobili con la formazione di uno zigote - coniugazione. Se i gametofiti e gli sporofiti nel ciclo di vita delle alghe hanno differenze morfologiche pronunciate, allora questo è chiamato cambiamento eteromorfico nelle forme di sviluppo e, se non differiscono morfologicamente, allora un cambiamento isomorfo nelle forme di sviluppo. Inoltre, i gametofiti possono essere monoici (bisessuali) - sia i gameti maschili che quelli femminili si sviluppano su un individuo, o dioici (dioici) - gameti maschili - su alcuni individui e femmine - su altri.

Gruppi ecologici di alghe

Tassonomia

Le alghe sono un gruppo di organismi estremamente eterogeneo, che conta circa 100mila (e secondo alcuni dati, fino a 100mila specie solo nella divisione delle diatomee) specie. Sulla base delle differenze nell'insieme dei pigmenti, della struttura del cromatoforo, delle peculiarità della morfologia e della biochimica (composizione delle membrane cellulari, tipi di nutrienti di riserva), la maggior parte dei tassonomisti russi distingue 11 divisioni di alghe:

Procarioti o prenucleari (Procaryota latino)

Kingdom Bacteria

Sottoregno di Cyanobionta

  • Dipartimento di alghe blu-verdi (cianobatteri)

Eucarioti o nucleare (Eucaryota)

Regno vegetale (Plantae)

Subkingdom of Algae (Phycobionta)

  1. Dipartimento Alghe verdi (Chlorophyta)
  2. Dipartimento di Euglenophyta (Euglenophyta)
  3. Divisione Golden algae (Chrysophyta)
  4. Dipartimento di alghe giallo-verdi (Xanthophyta)
  5. Dipartimento di Diatomee (Bacillariophyta)
  6. Dipartimento di alghe Dinophyta (Dinophyta)
  7. Dipartimento di alghe Cryptophyta
  8. Dipartimento di alghe brune (Phaeophyta)
  9. Il sottoregione dello Scarlet (Rhodobionta)
  10. Divisione alghe rosse (Rhodophyta)

Dipartimento di alghe blu-verdi o cianobatteri (Cyanophyta)

Esistono circa 2mila specie di alghe blu-verdi, unite in circa 150 generi. Si tratta degli organismi più antichi, le cui tracce sono state trovate nei depositi del Precambriano, la loro età è di circa 3 miliardi di anni Tra le alghe blu-verdi esistono forme unicellulari, ma la maggior parte delle specie sono organismi coloniali e filamentosi. Differiscono dalle altre alghe in quanto le loro cellule non hanno un nucleo formato. Mancano di mitocondri, vacuoli con linfa cellulare, non ci sono plastidi formalizzati ei pigmenti con cui viene eseguita la fotosintesi si trovano in piastre fotosintetiche - lamelle. I pigmenti delle alghe blu-verdi sono molto diversi: clorofilla, caroteni, xantofille, nonché pigmenti specifici del gruppo ficobilina - ficocianina blu e ficoeritrina rossa, che si trovano oltre ai cianobatteri solo nelle alghe rosse. Il colore di questi organismi è molto spesso blu-verde. Tuttavia, a seconda del rapporto quantitativo dei vari pigmenti, il colore di queste alghe può essere non solo blu-verde, ma anche viola, rossastro, giallo, blu pallido o quasi nero. Le alghe blu-verdi sono distribuite in tutto il mondo e si trovano in un'ampia varietà di condizioni. Sono in grado di esistere anche in condizioni di habitat estreme. Questi organismi sopportano un oscuramento prolungato e anaerobiosi, possono vivere in grotte, in terreni diversi, in strati di limo naturale ricchi di idrogeno solforato, in acque termali, ecc. Attorno alle cellule di alghe coloniali e filamentose si formano guaine mucose che fungono da un involucro protettivo che protegge le cellule dall'essiccamento e che è un filtro leggero Molte alghe blu-verdi filamentose hanno una specie di cellule - eterocisti. Queste cellule hanno una membrana a doppio strato ben definita e sembrano vuote. Ma queste sono cellule viventi piene di contenuti trasparenti. Le alghe blu-verdi con eterocisti sono in grado di fissare l'azoto atmosferico. Alcuni tipi di alghe blu-verdi sono componenti dei licheni. Possono essere trovati come simbionti nei tessuti e negli organi delle piante superiori. La loro capacità di fissare l'azoto atmosferico è sfruttata dalle piante superiori e lo sviluppo di massa delle alghe blu-verdi nei corpi idrici può avere conseguenze negative. L'aumento della temperatura e l'inquinamento dell'acqua con sostanze organiche provocano la cosiddetta "fioritura dell'acqua". Questo rende l'acqua inadatta al consumo umano. Alcuni cianobatteri d'acqua dolce sono tossici per l'uomo e gli animali. La riproduzione delle alghe blu-verdi è molto primitiva. Le forme unicellulari e molte coloniali si riproducono solo dividendo le cellule a metà. La maggior parte delle forme filamentose si riproducono per ormogonie (si tratta di brevi sezioni, separate dal filamento materno, che crescono in adulti). La riproduzione può essere eseguita anche con l'aiuto di spore: cellule con pareti spesse e ricoperte di vegetazione che sono in grado di sopravvivere a condizioni avverse e quindi crescere in nuovi fili.

Divisione alghe rosse (o Bagryanka) (Rhodophyta)

Le alghe rosse (Bagryanka) sono un grande gruppo (circa 3800 specie di oltre 600 generi) di abitanti principalmente marini. Le loro dimensioni variano da microscopiche a 1-2 m. Esternamente, le alghe rosse sono molto diverse: esistono forme filiformi, lamellari, simili a coralli, sezionate e ramificate a vari livelli. Le alghe rosse hanno una peculiare serie di pigmenti: oltre alla clorofilla aeb, c'è la clorofilla d, nota solo per questo gruppo di piante, ci sono caroteni, xantofille e pigmenti del gruppo ficobilina: pigmento blu - ficocianina, rosso - ficoeritrina. Varie combinazioni di questi pigmenti determinano il colore delle alghe - dal rosso vivo al verde-bluastro e al giallo Le alghe rosse si riproducono vegetativamente, asessualmente e sessualmente. La riproduzione vegetativa è caratteristica solo per le mosche viola organizzate più basse (forme unicellulari e coloniali). In forme multicellulari altamente organizzate, le sezioni strappate del tallo muoiono. Diverse spore vengono utilizzate per la riproduzione asessuata e il processo sessuale è oogamico. Sulla pianta del gametofito si formano cellule sessuali maschili e femminili (gameti), prive di flagelli. Durante la fecondazione, i gameti femminili non vengono rilasciati nell'ambiente, ma rimangono sulla pianta; i gameti maschili vengono espulsi e trasportati passivamente dalle correnti d'acqua Le piante diploidi - sporofiti - hanno lo stesso aspetto dei gametofiti (piante aploidi). Questo è un cambio generazionale isomorfo. Gli organi di riproduzione asessuata si formano sugli sporofiti, molte alghe rosse sono ampiamente utilizzate dall'uomo, sono commestibili e utili. Nell'industria alimentare e medica è ampiamente utilizzato l'agar polisaccaridico ottenuto da vari tipi di fiocchi viola (circa 30).

Dipartimento Pyrrophyta (o Dinophyta) alghe (Pyrrophyta (Dinophyta))

Il dipartimento comprende circa 1200 specie di 120 generi, che uniscono forme unicellulari eucariotiche (comprese le biclagellate), coccoidi e filamentose. Il gruppo combina le caratteristiche delle piante e degli animali: alcune specie hanno tentacoli, pseudopodi e cellule pungenti; alcuni hanno la caratteristica del tipo di alimento animale fornito dalla faringe. Molti hanno lo stigma o uno spioncino. Le cellule sono spesso coperte da un guscio duro. I cromatofori di tonalità brunastre e rossastre contengono clorofille aec, nonché caroteni, xantofille (a volte ficocianina e ficoeritrina). L'amido viene depositato come sostanze di riserva, a volte olio. Le cellule flagellate hanno lati dorsali e ventrali distinti. Sulla superficie cellulare e nella faringe sono presenti solchi che si riproducono per divisione in stato mobile o immobile (vegetativo), zoospore e autospore. La riproduzione sessuale è nota in poche forme; si svolge sotto forma di confluenza di isogameti Le alghe pirofite sono comuni abitanti dei corpi idrici inquinati: stagni, vasche di sedimentazione, alcuni bacini e laghi. Molti formano il fitoplancton nei mari. In condizioni sfavorevoli formano cisti con spesse membrane di cellulosa Il genere Cryptomonas è il più diffuso e ricco di specie.

Divisione Golden algae (Chrysophyta)

Organismi microscopici o piccoli (lunghi fino a 2 cm) di colore giallo dorato che vivono in corpi d'acqua salata e dolce in tutto il mondo. Esistono forme unicellulari, coloniali e multicellulari. In Russia sono note circa 300 specie di 70 generi. I cromatofori sono generalmente di colore giallo dorato o brunastro. Contengono clorofille aec, carotenoidi e fucoxantina. La crisolaminarina e l'olio vengono depositati come sostanze di riserva. Alcune specie sono eterotrofe. La maggior parte delle forme ha 1–2 flagelli e sono quindi mobili. Si riproducono principalmente asessualmente - per divisione o per zoospore; il processo sessuale è noto solo in poche specie. Di solito si trovano in acque dolci e pulite (acque acide delle paludi di sfagno), meno spesso nei mari e nei suoli. Elementi tipici del fitoplancton.

Dipartimento di Diatomee (Bacillariophyta (Diatomea))

Le diatomee (diatomee) contano circa 10mila specie appartenenti a circa 300 generi. Questi sono organismi microscopici che vivono principalmente nei corpi idrici. Le diatomee sono un gruppo speciale di organismi unicellulari, diversi dalle altre alghe. Le cellule di diatomee sono ricoperte da un guscio di silice. La cellula contiene vacuoli con succo cellulare. Il nucleo si trova al centro. I cromatofori sono grandi. Il loro colore ha varie sfumature di colore giallo-marrone, poiché tra i pigmenti prevalenti sono i caroteni e le xantofille, che hanno sfumature gialle e marroni, e le clorofille mascheranti a e C.La regolarità geometrica della struttura e un'ampia varietà di contorni sono caratteristici del gusci di diatomee. Il carapace è costituito da due metà. Il grande - epiteco - copre il più piccolo - l'ipotesi di come il coperchio ricopra la scatola La maggior parte delle diatomee con simmetria bilaterale sono in grado di muoversi lungo la superficie del substrato. Il movimento viene eseguito utilizzando una cosiddetta cucitura. La cucitura è una fessura che attraversa il muro scorrevole. Il movimento del citoplasma nello spazio e il suo attrito contro il substrato assicurano il movimento della cellula. Le cellule delle diatomee a simmetria radiale sono incapaci di movimento, le diatomee si riproducono solitamente dividendo la cellula in due metà. Il protoplasto aumenta di volume, a seguito del quale l'epiteco e l'ipotesi divergono. Il protoplasto è diviso in due parti uguali, il nucleo è diviso mitoticamente. In ciascuna metà della cellula divisa, il guscio svolge il ruolo di un epiteco e completa la metà mancante del guscio, sempre un'ipotesi. Come risultato di numerose divisioni, si verifica una graduale diminuzione delle dimensioni delle cellule in una parte della popolazione. Alcune celle sono circa tre volte più piccole delle celle originali. Dopo aver raggiunto la dimensione minima, le cellule sviluppano auxospore ("spore in crescita"). La formazione di auxospore è associata al processo sessuale.

Le cellule delle diatomee in stato vegetativo sono diploidi. Prima della riproduzione sessuale, si verifica una riduzione della fissione nucleare (meiosi). Due cellule di diatomee si avvicinano, le valvole si allontanano, i nuclei aploidi (dopo la meiosi) si uniscono a coppie e si formano una o due auxospore. L'auxospora cresce per un po 'di tempo, quindi sviluppa un guscio e si trasforma in un individuo vegetativo.

Tra le diatomee, ci sono specie che amano la luce e che amano l'ombra; vivono in bacini artificiali a diverse profondità. Le diatomee possono anche vivere in terreni, soprattutto bagnati e impregnati d'acqua. Le diatomee, insieme ad altre alghe, possono far fiorire la neve.

Le diatomee svolgono un ruolo importante nell'economia della natura. Fungono da fonte di cibo permanente e un anello iniziale nella catena alimentare per molti organismi acquatici. Molti pesci si nutrono di loro, specialmente i giovani.

I gusci delle diatomee, che si depositano sul fondo per milioni di anni, formano una roccia geologica sedimentaria: la diatomite. È ampiamente utilizzato come materiale da costruzione con elevate proprietà di isolamento termico e acustico, come filtri nell'industria alimentare, chimica e medica.

Dipartimento di alghe giallo-verdi (Xanthophyta)

Questo gruppo di alghe ha circa 550 specie. Si tratta principalmente di abitanti di acque dolci, meno frequenti nei mari e sul suolo umido. Tra questi ci sono forme unicellulari e multicellulari, flagellate, coccoidi, filamentose e lamellari, nonché organismi sifonali. Queste alghe sono caratterizzate da un colore giallo-verde, che ha dato il nome all'intero gruppo. I cloroplasti sono a forma di disco. I pigmenti tipici sono le clorofille aec, i carotenoidi aeb, le xantofille. Sostanze di riserva: glucano, grassi. La riproduzione sessuale è oogama e isogama. Riprodurre vegetativamente per divisione; la riproduzione asessuata viene eseguita da cellule mobili o immobili specializzate - zoo e aplanospore.

Dipartimento di alghe brune (Phaeophyta)

Le alghe brune sono organismi multicellulari altamente organizzati che vivono nei mari. Ci sono circa 1500 specie di circa 250 generi. La più grande delle alghe brune raggiunge diverse decine di metri (fino a 60 m) di lunghezza. Tuttavia, questo gruppo comprende anche specie di dimensioni microscopiche. La forma del tallo può essere molto diversa.

Una caratteristica comune a tutte le alghe appartenenti a questo gruppo è un colore bruno-giallastro. È causato dai pigmenti carotene e xantofilla (fucoxantina, ecc.), Che mascherano il colore verde delle clorofille ae c. La parete cellulare è cellulosa con uno strato esterno di pectina capace di una forte mucosità.

Tutte le forme di riproduzione si trovano nelle alghe brune: vegetativa, asessuata e sessuale. La propagazione vegetativa avviene per parti staccate del tallo. La riproduzione asessuata viene eseguita utilizzando zoospore (mobili a causa dei flagelli delle spore). Il processo sessuale nelle alghe brune è rappresentato dall'isogamia (meno spesso - anisogamia e oogamia).

In molte alghe brune, il gametofito e lo sporofito differiscono per forma, dimensioni e struttura. Nelle alghe brune, c'è un'alternanza di generazioni o un cambiamento nelle fasi nucleari del ciclo di sviluppo. Le alghe brune si trovano in tutti i mari del mondo. Tra i cespugli di alghe brune vicino alla costa trovano rifugio numerosi animali costieri, luoghi di riproduzione e alimentazione. Le alghe brune sono ampiamente utilizzate dagli esseri umani. Da essi si ottengono alginati (sali di acido alginico), che vengono utilizzati come stabilizzanti di soluzioni e sospensioni nell'industria alimentare. Sono utilizzati nella produzione di plastica, lubrificanti, ecc. Alcune alghe brune (alghe, alarie, ecc.) Sono utilizzate negli alimenti.

Dipartimento di Euglenophyta (Euglenophyta)

Questo gruppo contiene circa 900 specie di circa 40 generi. Questi sono organismi flagellati unicellulari, principalmente abitanti di acque dolci. I cloroplasti contengono le clorofille aeb e un ampio gruppo di pigmenti ausiliari del gruppo dei carotenoidi. In queste alghe, la fotosintesi avviene alla luce e al buio passano alla nutrizione eterotrofa.

La riproduzione di queste alghe avviene solo a causa della divisione cellulare mitotica. La loro mitosi differisce da questo processo in altri gruppi di organismi.

Dipartimento di alghe verdi (Chlorophyta)

Le alghe verdi sono il più grande reparto di alghe, con, secondo varie stime, da 13 a 20mila specie di circa 400 generi. Queste alghe sono caratterizzate da un colore verde puro, come nelle piante superiori, poiché la clorofilla predomina tra i pigmenti. I cloroplasti (cromatofori) contengono due modifiche della clorofilla aeb, come nelle piante superiori, così come altri pigmenti: caroteni e xantofille.

Le pareti cellulari rigide delle alghe verdi sono formate da sostanze di cellulosa e pectina. Sostanze di ricambio: amido, meno spesso olio. Molte caratteristiche della struttura e della vita delle alghe verdi testimoniano il loro rapporto con le piante superiori. Le alghe verdi si distinguono per la maggiore diversità rispetto ad altri dipartimenti. Possono essere unicellulari, coloniali, multicellulari. Questo gruppo comprende tutta la varietà di differenziazione morfologica del corpo nota per le alghe: monadiche, coccoidi, palmeloidi, filamentose, lamellari, non cellulari (sifoniche). La gamma delle loro dimensioni è ampia: da singole cellule microscopiche a grandi forme multicellulari lunghe decine di centimetri. La riproduzione è vegetativa, asessuata e sessuale. Si incontrano tutti i principali tipi di cambiamenti nelle forme evolutive.

Le alghe verdi vivono più spesso nei corpi d'acqua dolce, tuttavia, ci sono molte forme salate e marine, così come specie terrestri e terrestri extra-acquatiche.

I rappresentanti più primitivi delle alghe verdi appartengono alla classe Volvox. Di solito si tratta di organismi unicellulari con flagelli, a volte uniti in colonie. Sono mobili per tutta la vita. Distribuito in corpi d'acqua dolce poco profondi, paludi, nel terreno. Tra gli organismi unicellulari, sono ampiamente rappresentate specie del genere Chlamydomonas. Le cellule sferiche o ellissoidali di Chlamydomonas sono ricoperte da una membrana costituita da sostanze emicellulose e pectine. Ci sono due flagelli all'estremità anteriore della cellula. L'intera parte interna della cellula è occupata da un cloroplasto a coppa. Il nucleo si trova nel citoplasma che riempie il cloroplasto a forma di coppa. Ci sono due vacuoli pulsanti alla base dei flagelli.

La riproduzione asessuata avviene con l'aiuto di zoospore bifilari. Durante la riproduzione sessuale nelle cellule della clamidia, si formano gameti biflagellati (dopo la meiosi).

Le specie Chlamydomonas sono caratterizzate da iso-, etero- e oogamy. Quando si verificano condizioni sfavorevoli (prosciugamento del serbatoio), le cellule di Chlamydomonas perdono flagelli, si ricoprono di una guaina mucosa e si moltiplicano per divisione. Quando si verificano condizioni favorevoli, formano flagelli e si spostano verso uno stile di vita mobile.

Insieme al metodo di nutrizione autotrofico (fotosintesi), le cellule di Chlamydomonas sono in grado di assorbire le sostanze organiche disciolte nell'acqua attraverso la membrana, che contribuisce ai processi di autodepurazione delle acque inquinate.

Le cellule di forme coloniali (pandorina, volvox) sono costruite come clamidia.

Nella classe Protococcal, la forma principale del corpo vegetativo sono le cellule immobili con una membrana densa e colonie di tali cellule. Il clorococco e la clorella sono esempi di protococchi unicellulari. La riproduzione asessuata del clorococco viene eseguita con l'aiuto di zoospore mobili biflagellate e il processo sessuale è la fusione di isogameti biflagellati mobili (isogamia). La clorella non ha stadi mobili durante la riproduzione asessuata, non c'è processo sessuale.

La classe Ulotrix combina forme filamentose e lamellari che vivono in acque dolci e marine. Ulotrix è un filo lungo fino a 10 cm che si attacca agli oggetti sott'acqua. Le celle del filamento sono identiche, corte-cilindriche con cloroplasti a parete lamellare (cromatofori). La riproduzione asessuata viene eseguita dalle zoospore (cellule mobili con quattro flagelli).

Il processo sessuale è isogamo. I gameti sono mobili a causa della presenza di due flagelli in ciascun gamete.

La classe Coniugati (accoppiatori) combina forme unicellulari e filamentose con un tipo particolare di processo sessuale: la coniugazione. I cloroplasti (cromatofori) nelle cellule di queste alghe sono di tipo lamellare e hanno una forma molto diversa. Negli stagni e nei bacini con una corrente lenta, la maggior parte del fango verde è formato da forme filamentose (spirogira, zignema, ecc.).

Quando coniugati dalle cellule opposte di due filamenti adiacenti, crescono i processi, che formano un canale. Il contenuto delle due cellule si fonde e si forma uno zigote, che è coperto da una spessa membrana. Dopo un periodo di dormienza, lo zigote germina, dando origine a nuovi organismi filamentosi.

La classe Siphon comprende alghe con una struttura non cellulare del tallo (tallo) con le sue dimensioni piuttosto grandi e la dissezione complessa. L'alga Caulerpa del sifone marino ricorda una pianta frondosa: la sua dimensione è di circa 0,5 m, è attaccata al terreno da rizoidi, i suoi talli si diffondono lungo il terreno e le formazioni verticali simili a foglie contengono cloroplasti. Si riproduce facilmente vegetativamente da parti del tallo. Il corpo dell'alga è privo di pareti cellulari, ha un protoplasma continuo con numerosi nuclei e vicino alle pareti si trovano cloroplasti.

Dipartimento di Charophyta (Charophyta)

Queste sono le alghe più complesse: il loro corpo è differenziato in nodi e internodi, nei nodi ci sono vortici di rami corti che ricordano foglie. Le dimensioni delle piante vanno da 20-30 cm a 1-2 m. Formano boschetti continui in corpi d'acqua dolce o leggermente salata, attaccandosi al terreno da rizoidi. Esternamente, assomigliano a piante superiori. Tuttavia, queste alghe non hanno una vera dissezione in radice, gambo e foglie. Esistono circa 300 specie di alghe chara appartenenti a 7 generi. Hanno somiglianze con le alghe verdi nella composizione dei pigmenti, nella struttura cellulare e nelle caratteristiche di riproduzione. Esiste una somiglianza con le piante superiori nelle caratteristiche di riproduzione (oogamia), ecc. La nota somiglianza indica la presenza di un antenato comune nella charoche e nelle piante superiori.

La propagazione vegetativa dei charots viene effettuata da apposite strutture, i cosiddetti noduli, formati sui rizoidi e sulle parti inferiori degli steli. Ciascuno dei noduli germina facilmente, formando un protonema e quindi un'intera pianta.

L'intero dipartimento delle alghe dopo la prima conoscenza con esso è molto difficile da afferrare mentalmente e dare a ciascun dipartimento il suo posto corretto nel sistema. Il sistema delle alghe è stato sviluppato nella scienza non presto e solo dopo molti tentativi falliti. Al momento, presentiamo a qualsiasi sistema il requisito di base che sia filogenetico. All'inizio si pensava che un tale sistema potesse essere molto semplice; lo immaginavo sotto forma di un unico albero genealogico, anche se con molti rami laterali. Ora lo stiamo costruendo solo sotto forma di molte linee genealogiche che si sono sviluppate in parallelo. La questione è ulteriormente complicata dal fatto che, insieme ai cambiamenti progressivi, ce ne sono anche di regressivi, che pongono un compito difficile per la soluzione - in assenza di questo o quel segno o organo, decidono che non è ancora apparso o è già scomparso?

Il sistema fornito da Ville nella 236a edizione del lavoro principale sulla tassonomia descrittiva delle piante, curato da A. Engler, è stato a lungo considerato il più perfetto. Il gruppo principale qui sono organismi flagellati o Flagellata.

Questo schema abbraccia solo il gruppo principale di alghe verdi.

Origini, relazioni ed evoluzione

Ruolo nella natura e nella vita umana

Ruolo nelle biogeocenosi

Le alghe sono le principali produttrici di materia organica nell'ambiente acquatico. Le alghe e altre piante acquatiche rappresentano circa l'80% di tutta la materia organica che viene creata ogni anno sulla Terra. Le alghe servono direttamente o indirettamente come fonte di cibo per tutti gli animali acquatici. Sono note rocce (diatomiti, scisti bituminosi, parte del calcare), che sono sorte a seguito dell'attività vitale delle alghe in epoche geologiche passate. A proposito, sono le diatomee che determinano l'età di queste rocce.

Uso alimentare

Alcune alghe, principalmente alghe, sono utilizzate per l'alimentazione (alghe, porfido, ulva). Nelle zone costiere, le alghe vengono utilizzate come mangime e fertilizzante per il bestiame. In un certo numero di paesi, le alghe vengono coltivate per ottenere grandi quantità di biomassa per l'alimentazione del bestiame e utilizzate nell'industria alimentare.

Alga commestibile - ricca di minerali, in particolare iodio, un prodotto - utilizzata nelle cucine dell'Asia orientale. Uno dei piatti di alghe più popolari è il sushi.

Trattamento delle acque

Molte alghe sono una componente importante del processo di trattamento biologico delle acque reflue. Il rapido sviluppo di alghe filamentose e planctoniche (fioritura dell'acqua) può causare problemi nel funzionamento degli impianti di trattamento, dei sistemi di approvvigionamento idrico. Nell'acquaristica marina, le alghe sono utilizzate nei sistemi di filtrazione biologica . Vengono utilizzati serbatoi di alghe ("algae") e scrubber. Vengono coltivate macroalghe appositamente piantate (di solito dai generi Hetomorph e Cowlerpa), oppure vengono utilizzate le alghe naturali. L'illuminazione intensa garantisce la rapida crescita delle alghe e il loro assorbimento attivo degli inquinanti. Periodicamente, una massa di alghe troppo cresciute viene rimossa dal filtro.

Nell'industria farmaceutica

Dalle alghe si ottengono gelatine e sostanze che formano muco: agar-agar (anfeltia, gelidium), agaroidi (fillofora, gracilaria), carragenina (chondrus, gigartina, furcelia), alginati (laminaria e fucus), farina di foraggio contenente oligoelementi e iodio Le alghe sono coinvolte nella formazione di alcuni tipi di fanghi terapeutici.

Industria chimica

L'uomo utilizza le alghe nell'industria chimica. Da essi si ottengono iodio, acido alginico, agar-agar, sali di potassio, cellulosa, alcool, acido acetico.

Biocarburanti

A causa dell'elevato tasso di riproduzione, le alghe vengono utilizzate per ottenere biomassa per il carburante. Sono stati sviluppati molti diversi processi sperimentali di produzione di biocarburanti, ad esempio, utilizzando temperature e pressioni elevate.

Nella scienza

Le alghe sono ampiamente utilizzate nella ricerca sperimentale per risolvere i problemi della fotosintesi e per chiarire il ruolo del nucleo e di altri componenti della cellula.

Biotest

Le alghe sono uno degli oggetti biologici più utilizzati nei biotest chimici e nei campioni di acque naturali e inquinate.

Ecohouse

Si sta tentando di utilizzare alcune alghe che si moltiplicano rapidamente e senza pretese (ad esempio, la clorella, che sintetizza rapidamente e in grandi quantità proteine, grassi, carboidrati, vitamine ed è in grado di assorbire circa il 10-12% dell'energia solare [fonte non specificata 1438 giorni], sintetizzando la materia organica (per confronto - le piante superiori sono in grado di assimilare solo l'1-2% della radiazione solare) per creare un ciclo di materia

Tassonomia delle piante
Le basi della tassonomia furono poste da K. Linnaeus nel XVIII secolo. Nelle sue opere Linneo diede una definizione del concetto di "specie", introdusse una nomenclatura binaria, stabilì una chiara subordinazione tra categorie sistematiche; ha creato una classificazione di piante e animali. Il nome di ogni specie dovrebbe essere composto da due parole: una denota il genere, entrambe le parole denotano la specie. Nella tassonomia delle piante si distinguono 7 categorie (o taxa): regno, divisione, classe, ordine, famiglia, genere e specie.

Alga marina
Circa 30mila specie. Le alghe sono piante inferiori, la maggior parte di esse vive nell'ambiente acquatico. Il corpo delle alghe è rappresentato dal tallo, o tallo, non differenziato in organi e tessuti. Alcune alghe sono attaccate al substrato con l'aiuto dei rizoidi (escrescenze speciali delle cellule). Una cellula di alghe è caratterizzata dalla presenza di una parete cellulare; all'interno contiene uno o più nuclei, vacuolo, cromatoforo e altri organelli.

Dipartimento di alghe verdi
Questo è il più grande reparto di alghe. Caratteristica è la clorofilla, che predomina sugli altri pigmenti. La sostanza di riserva è l'amido.
Alghe verdi unicellulari
La Chlamydomonas è un'alga d'acqua dolce. Ci sono due flagelli, alla loro base ci sono due vacuoli contrattili. Cromatophore a forma di coppa; il citoplasma contiene un nucleo, un ocellus (stigma) e altri organelli tipici degli eucarioti. Lo spioncino serve per percepire il livello di illuminazione. La riproduzione avviene asessualmente (avviene in condizioni favorevoli con l'aiuto di zoospore aploidi) e sessualmente (isogamia, in condizioni sfavorevoli). Dopo la formazione dello zigote, si ricopre di un guscio spesso e si iberna in questo stato. In primavera si verifica la meiosi, il guscio si rompe e da esso emergono 4 giovani individui aploidi.
La clorella è un'alga che può vivere nell'acqua, nel suolo, sulla superficie del suolo o nella corteccia degli alberi in luoghi umidi. Non sono presenti flagelli, ocelli e vacuoli contrattili; all'interno della cellula sono presenti un nucleo, un cromatoforo e un citoplasma con organelli tipici delle piante. La riproduzione è solo asessuata (usando aplanospore), il processo sessuale non è noto.
Alghe verdi coloniali
Volvox è un'alga d'acqua dolce. La colonia si presenta come una sfera cava, la cui superficie è formata da cellule interconnesse da filamenti citoplasmatici. Ogni cellula contiene un nucleo, un cromatoforo e 2 flagelli. Come risultato della divisione delle cellule generative, si formano colonie figlie, che si trovano all'interno di quella della madre, e dopo la sua morte escono fuori.
Alghe verdi multicellulari
Spirogyra è un'alga d'acqua dolce filamentosa. All'esterno è coperto da una conchiglia. All'interno di ogni cellula sono presenti diversi filamenti di un cromatoforo a spirale, un nucleo e un citoplasma con organelli; la maggior parte della cella è occupata dal vacuolo centrale. La riproduzione asessuata avviene per frammentazione dei filamenti; sessuale - coniugazione. Non si formano cellule germinali speciali: due cellule di filamenti diversi si fondono tra loro e appare uno zigote (stadio diploide).
Ulotrix è un'alga d'acqua dolce filamentosa. È costituito da una fila di cellule, si attacca al substrato con l'aiuto della cellula basale. La cellula non ha flagelli, contiene un nucleo, un cromatoforo a forma di cintura e un vacuolo. La riproduzione è asessuata e sessuale. Durante la riproduzione asessuata, le zoospore si formano nella cellula, quindi la membrana si rompe e escono. Dopo aver nuotato per un po ', le zoospore si sistemano e formano un nuovo filo per divisione. Durante la riproduzione sessuale, all'interno di una delle cellule si formano isogameti, che escono e si fondono a coppie. Dopo la formazione dello zigote, si verifica la meiosi, si formano le zoospore, dando una nuova pianta.

Dipartimento di alghe brune
Per lo più forme marine, prevalentemente comuni nei mari freddi. La maggior parte delle alghe sono forme bentoniche che vivono a 20-30 miglia di profondità nella zona intertidale. Possono formare enormi ammassi (Mar dei Sargassi).
La colorazione va dal verde oliva al marrone scuro per la presenza del pigmento marrone fucoxantina, che maschera altri pigmenti. Contengono anche clorofilla e carotenoidi. Il tallo è multicellulare, a forma di nastro (alghe), cespuglioso (sargassum) o ramificato (fucus), solitamente attaccato al substrato mediante rizoidi.

Dipartimento di alghe rosse (cremisi)
Le alghe rosse vivono principalmente nei mari; le forme d'acqua dolce sono meno comuni. Abitano a profondità considerevoli (fino a 260 m - un record assoluto per le piante fotosintetiche). Esistono forme unicellulari e multicellulari. Contengono clorofilla, carotenoidi e ficobiline (pigmenti rossi). I Thalli sono filiformi, cespugliosi, lamellari (porfido), in alcuni sono sezionati; molti hanno rizoidi. La parete cellulare è ricoperta da uno strato di pectine, da cui si ottiene l'agar-agar.

L'importanza delle alghe in natura e il loro utilizzo da parte dell'uomo

  • L'ossigeno viene rilasciato.
  • Catene alimentari (il fitoplancton è la base di tutte le catene di pascolo oceanico).
  • Rifugio per animali.
  • Durante la riproduzione di massa, provocano la "fioritura" dell'acqua (chlamydomonas), in cui il contenuto di ossigeno nell'acqua diminuisce.
  • Alcune specie (clorella) vengono utilizzate nelle astronavi e nei sottomarini per rimuovere l'anidride carbonica dall'aria.
  • Commestibile (alghe, porfido). Alcune alghe sono coltivate appositamente nelle fattorie sottomarine.
  • Foraggio (fucus, clorella).
  • Fonte di iodio.
  • Industriale: ottenimento di sali di sodio e potassio, agar-agar. L'agar viene utilizzato per preparare gelatine, marmellate, marshmallow, un mezzo nutritivo per la crescita dei batteri.

Le alghe sono un grande gruppo di piante antiche. La loro struttura corporea e le dimensioni sono di grande varietà. Esistono forme microscopiche unicellulari, multicellulari e coloniali (dimensioni di 1-2 micron) e grandi, con una diversa struttura del tallo, che raggiungono i 30-45 m. Consideriamo le caratteristiche generali delle alghe.

La proprietà comune di tutte le alghe è la presenza di clorofilla. Oltre alla clorofilla, le alghe possono contenere altri pigmenti (ficociano, ficoeritrina, carotene, xantofilla, ficoxantina). Questi pigmenti conferiscono alle alghe un colore rosso, marrone, giallo-verde, mascherando il verde principale.

caratteristiche generali

Cibo... La presenza di pigmenti nelle cellule algali fornisce un tipo di nutrizione autotrofica. Tuttavia, molte alghe hanno la capacità in determinate condizioni di passare alla nutrizione eterotrofica (euglena - al buio) o combinarla con la fotosintesi.

Classificazione delle alghe... Il numero di specie di alghe supera i 40 mila. Tuttavia, la loro classificazione non è stata completata, poiché non tutte le forme sono ben studiate. Nel nostro paese è accettata la divisione delle alghe in 10 sezioni: blu-verde, pirofitica, dorata, diatomacea, giallo-verde, marrone, rossa, euglena, verde, charovy. Il maggior numero di specie è il verde (13-20 mila) e le diatomee (10 mila).

La divisione delle alghe in divisioni di solito coincide con il loro colore, associato, di regola, alle caratteristiche strutturali delle cellule e del tallo.

Struttura delle cellule delle alghe... Le alghe sono l'unico gruppo di organismi tra i quali ci sono procarioti (blu-verdi) ed eucarioti (tutti gli altri). Nei nuclei delle alghe eucariotiche vengono rivelate tutte le strutture inerenti ai nuclei di altri eucarioti: membrane, linfa nucleare, nucleoli, cromosomi.


La struttura, la composizione e le proprietà di altri componenti cellulari delle alghe sono caratterizzate da una grande diversità. Nel processo di evoluzione, la selezione naturale ha mantenuto le forme più promettenti, incluso questo tipo di organizzazione cellulare, che ha permesso alle piante di passare a uno stile di vita terrestre.

Riproduzione di alghe è vegetativo, asessuato (con l'aiuto di spore) e sessuale. In una stessa specie, a seconda delle condizioni e del periodo dell'anno, i metodi di riproduzione sono diversi. In questo caso, c'è un cambiamento nelle fasi nucleari: aploide e diploide.

Condizioni di vita e habitat delle alghe... Le condizioni favorevoli per l'esistenza delle alghe sono: la presenza di luce, fonti di carbonio e sali minerali, e l'habitat principale per loro è l'acqua. La temperatura, la salinità dell'acqua, ecc. Hanno una grande influenza sulla vita delle alghe.

La maggior parte delle alghe sono abitanti di corpi d'acqua dolce e marina. Possono abitare la colonna d'acqua, nuotare liberamente in essa, formando fitoplancton, oppure stabilirsi sul fondo, attaccandosi a vari oggetti, organismi vivi e morti, formando fitobentos. Sono abitate da alghe e sorgenti termali, nonché da bacini artificiali con elevata salinità.