OGÓLNA CHARAKTERYSTYKA ALG

Różnica między glonami a innymi roślinami. Sposoby karmienia glonów. Pigmenty aparatu fotosyntetycznego. Fototroficzne, heterotroficzne i miksotroficzne metody żywienia glonów. Struktura komórkowa. Główne typy budowy morfologicznej ciała glonów. Cykle reprodukcyjne i rozwojowe glonów (rozmnażanie wegetatywne, bezpłciowe, płciowe) Zmiana pokoleń i fazy jądrowe w cyklach życiowych glonów.

Algi i środowisko. Zewnętrzne warunki życia. Ekologiczne grupy glonów. Algi planktonowe. Algi bentosowe. Algi lądowe. Algi glebowe. Algi śniegu i lodu. Glony ze zbiorników słonowodnych. Świecące algi. Współżycie glonów z innymi organizmami.

Znaczenie glonów w przyrodzie i życiu człowieka.

Klasyfikacja alg.

SYSTEMATYCZNY PRZEGLĄD ALG

Podział sinic (Cyanophyta). Poziomy organizacji. Struktura komórkowa. Struktura plechy. Reprodukcja. Klasyfikacja. Klasy Chroococcal, Hormogonium, Chamesiphonaceae. Pochodzenie, ewolucja i filogeneza. Cechy ekologiczne. Dystrybucja i przedstawiciele. Oznaczający.

Dział zielonych alg (Chlorophyta). Poziomy organizacji. Struktura komórkowa. Rodzaje organizacji morfologicznej plech. Metody reprodukcji. Znaczenie w przyrodzie i życiu człowieka. Klasyfikacja wydziałów. Zasady klasyfikacji. Klasy równowiciowców, prasinophyceae, koniugatów, characeae.

Klasa równowiciowców, a właściwie glonów zielonych. Zamawia Volvox, Chlorococcus, Ulotrix. Formy jednokomórkowe, kolonialne i cenobialne. Struktura plechy wielokomórkowej. Reprodukcja. Struktura komórkowa. Główni przedstawiciele.

Koniugaty klas. Cechy organizacji i struktury thalli. Metody reprodukcji. Charakterystyka i rodzaje koniugacji. Zamówienia mezoteniczne, desmidianowe, zygnema. Dystrybucja w przyrodzie. Przedstawiciele.

Klasa Charovae. Struktura plechy. Metody reprodukcji. Ekologia i znaczenie. Główni przedstawiciele.

Czas pojawienia się zielonych glonów. Pochodzenie, ewolucja i filogeneza. Główne linie ewolucji w obrębie zakonów. Zielone algi jako przodkowie roślin wyższych.

Podział okrzemek (Diatomeae, Bacillariophyta). Cechy organizacji i struktury kolonii . Cechy cytologiczne. Metody reprodukcji. Klasyfikacja. Zajęcia mają charakter pensjonalny i skoncentrowany. Główni przedstawiciele. Dystrybucja, ekologia, znaczenie. Przedstawiciele. Czas powstania, pochodzenie i filogeneza okrzemek.

Dział brunatnic (Phaeophyta). Poziom organizacji. Anatomiczny i struktura morfologiczna Thalli. Cechy cytologiczne. Metody reprodukcji. Rodzaje cykli życia. Klasyfikacja wydziałów. Klasy są izogenerowane, heterogenerowane, cyklosporne. Główni przedstawiciele. Rozpościerający się. Ekologia. Oznaczający. Czas powstania, pochodzenie i filogeneza okrzemek.

Wodorost

Algi (łac. Algi) to heterogeniczna grupa ekologiczna złożona głównie z fototroficznych organizmów jednokomórkowych, kolonialnych lub wielokomórkowych, zwykle żyjących w środowisko wodne, systematycznie reprezentujący zbiór wielu działów. Wchodząc w symbiozę z grzybami, organizmy te w toku ewolucji utworzyły zupełnie nowe organizmy - porosty.Badanie glonów jest ważnym etapem w kształceniu specjalistów z zakresu marikultury, hodowli ryb i ekologii morza. Nauka o algach nazywa się algologią.

Informacje ogólne

Glony to grupa organizmów różnego pochodzenia, których łączą następujące cechy: obecność chlorofilu i odżywianie fotoautotroficzne; u organizmów wielokomórkowych - brak wyraźnego zróżnicowania ciała (zwanego plechą lub plechą) na narządy; brak wyraźnego systemu przewodzenia; żyjące w środowisku wodnym lub w warunkach wilgotnych (gleba, wilgotne miejsca itp.). Same nie mają narządów, tkanek i nie mają błony pokrywającej.

Niektóre glony są zdolne do heterotrofii (odżywiania się gotową materią organiczną), zarówno do osmotrofii (na powierzchni komórki), np. wiciowce, jak i do spożycia przez usta komórki (euglena, dinofity). Wielkość glonów waha się od ułamków mikrona (kokolithofory i niektóre okrzemki) do 30-50 m (algi brunatne - wodorosty, makrocystis, sargassum). Plecha może być jednokomórkowa lub wielokomórkowa. Wśród glonów wielokomórkowych, obok dużych, występują mikroskopijne (na przykład wodorosty sporofitowe). Wśród organizmów jednokomórkowych występują formy kolonialne, gdy poszczególne komórki są ze sobą blisko spokrewnione (połączone poprzez plazmodesmy lub zanurzone we wspólnym śluzie).

Glony obejmują różną liczbę (w zależności od klasyfikacji) podziałów eukariotycznych, z których wiele nie jest powiązanych wspólnym pochodzeniem. Do glonów często zaliczają się także sinice lub sinice, które są prokariotami. Tradycyjnie glony zalicza się do roślin.

Cytologia

Komórki glonów (z wyjątkiem typu ameboidalnego) są pokryte ścianą komórkową i/lub błoną komórkową. Ściana znajduje się na zewnątrz błony komórkowej i zwykle zawiera element konstrukcyjny(np. celuloza) i matryca amorficzna (np. substancje pektynowe lub agarowe); może mieć również dodatkowe warstwy (na przykład warstwę sporopolleniny w chlorelli). Błona komórkowa to albo zewnętrzna otoczka silikonowa (u okrzemek i niektórych innych ochrofitów), albo zagęszczona górna warstwa cytoplazmy (plazmalemma), w której mogą znajdować się dodatkowe struktury, na przykład pęcherzyki, puste lub z płytkami celulozowymi (rodzaj muszli, osłonki, u bruzdnic). Jeżeli błona komórkowa jest plastyczna, komórka może być zdolna do tzw. ruchu metabolicznego – ślizgania się na skutek niewielkiej zmiany kształtu ciała.

Pigmenty fotosyntetyczne (i „maskujące” je) znajdują się w specjalnych plastydach - chloroplastach. Chloroplast ma dwie błony (algi czerwone, zielone, charophyte), trzy (euglena, bruzdnice) lub cztery (algi ochrofitowe). Posiada również własny, wysoce zredukowany aparat genetyczny, co sugeruje jego symbiogenezę (pochodzenie od wychwyconej komórki prokariotycznej lub, w przypadku alg heterokontowych, komórki eukariotycznej). Wewnętrzna błona wystaje do wewnątrz, tworząc fałdy - tylakoidy, zebrane w stosy - grana: monotylakoid w kolorze czerwonym i niebiesko-zielonym, dwa lub więcej w kolorze zielonym i charoves, w pozostałej części tritylakoid. W rzeczywistości tylakoidy znajdują się tam, gdzie znajdują się pigmenty. Chloroplasty w algach mają inny kształt(mały dysk, spiralny, miseczkowy, gwiaździsty itp.) Wiele chloroplastów ma gęste formacje - pirenoidy. Produkty fotosyntezy, w ten moment nadmiar, są magazynowane w postaci różnych substancji rezerwowych: skrobi, glikogenu, innych polisacharydów, lipidów. Między innymi lipidy, ponieważ są lżejsze od wody, pozwalają okrzemkom planktonowym z ciężkimi skorupami utrzymać się na powierzchni. Wytwarzają niektóre algi pęcherzyki gazu, zapewniając jednocześnie glonom siłę nośną.

Cykle reprodukcyjne i rozwojowe

W algach zachodzi rozmnażanie wegetatywne, bezpłciowe i płciowe.

Rozmnażanie wegetatywne może odbywać się albo poprzez prosty podział organizmu wielokomórkowego (fragmenty nitek Spirogyra lub kolonie (Synura) na kilka części, albo przy pomocy wyspecjalizowanych organów. Przykładowo brunatnice z rzędu Sphacelariaceae mają specjalne odgałęzienia czerwowe w tym celu oraz glony z rzędu characeae – guzki na ryzoidach.

Rozmnażanie bezpłciowe glonów odbywa się za pomocą ruchliwych zoospor lub nieruchomych aplanospor. W tym przypadku protoplast komórki zarodni dzieli się na części, a produkty podziału wychodzą z jego otoczki. Osobnik, na którym tworzą się zarodnie, nazywany jest sporofitem. Często mobilne lub nieruchome zarodniki mają specjalne nazwy. Na przykład aplanospory, które w środku przyjmują kształt komórki macierzystej, nazywane są autosporami, a jeśli aplanospora jest pokryta grubą skorupą i przechodzi w stan uśpienia, jest to hipnospora; zoospory, które utraciły wici, ale zachowują kurczliwe wakuole i ocellus, będą nazywane hemizoosporami.

Rozmnażanie płciowe. Podczas rozmnażania płciowego dochodzi do fuzji par komórek haploidalnych, tworząc diploidalną zygotę. Glony mają kilka wariantów procesu seksualnego: izogamia - połączenie dwóch ruchliwych gamet o tym samym kształcie i wielkości; heterogamia - połączenie dwóch ruchliwych gamet o tym samym kształcie, ale różnej wielkości; oogamia to połączenie dużego, nieruchomego jaja z małym, ruchliwym plemnikiem. Komórki, w których powstają gamety, nazywane są gametangiami, a same rośliny z gametangiami nazywane są gametofitami. Istnieją dwa rodzaje gametangi: antheridia, które tworzą liczne plemniki i oogonia, które tworzą jedno lub kilka jaj. Ponadto rozmnażanie płciowe w niektórych grupach glonów może zachodzić bez tworzenia gamet. Na przykład, jeśli łączą się dwie mobilne glony jednokomórkowe, jest to holologamia; fuzja protoplastów dwóch nieruchomych haploidalnych komórek wegetatywnych w celu utworzenia zygoty - koniugacja. Jeżeli gametofity i sporofity w cyklu życiowym glonów wykazują wyraźne różnice morfologiczne, wówczas nazywa się to heteromorficzną zmianą form rozwojowych, a jeśli nie różnią się morfologicznie, wówczas izomorficzną zmianą form rozwojowych. Gametofity mogą być również jednopienne (biseksualne) - u jednego osobnika rozwijają się zarówno gamety męskie, jak i żeńskie, lub dwupienne (dwupienne) - u niektórych osobników rozwijają się gamety męskie, a u innych żeńskie.

Ekologiczne grupy glonów

Taksonomia

Glony są niezwykle niejednorodną grupą organizmów, liczącą około 100 tysięcy (a według niektórych źródeł nawet 100 tysięcy gatunków tylko w obrębie podziału okrzemkowego) gatunków. Na podstawie różnic w zestawie pigmentów, strukturze chromatoforu, cechach morfologii i biochemii (skład błon komórkowych, rodzaje rezerwowych składników odżywczych) większość krajowych taksonomów wyróżnia 11 podziałów glonów:

Prokarioty lub przedjądrowe (łac. Procaryota)

Bakterie Królestwa

Podkrólestwo Sinice (Cyanobionta)

  • Zakład Niebieskozielone algi (Syjanobakterie)

Eukarionty lub jądrowe (Eukaryota)

Królestwo Roślin (Plantae)

Algi Podkrólestwa (Phycobionta)

  1. Dział Zielone algi(Chlorofit)
  2. Oddział Euglenophyta
  3. Oddział Złocista alga (Chrysophyta)
  4. Dział Żółto-zielone algi (Xanthophyta)
  5. Podział okrzemek (Bacillariophyta)
  6. Dział Algi Dinophyte (Dinophyta)
  7. Podział Cryptophyte algi (Cryptophyta)
  8. Dział Brązowe algi (Phaeophyta)
  9. Podkrólestwo Purpury (Rhodobionta)
  10. Podział Algi czerwone (Rhodophyta)

Dział Sinice (Cyanophyta)

Istnieje około 2 tysięcy gatunków sinic, pogrupowanych w około 150 rodzajów. Są to najstarsze organizmy, których ślady istnienia odnaleziono w osadach prekambryjskich, ich wiek szacuje się na około 3 miliardy lat. niebiesko-zielone algi Istnieją formy jednokomórkowe, ale większość gatunków to organizmy kolonialne i nitkowate. Różnią się od innych glonów tym, że ich komórki nie mają utworzonego jądra. Brakuje im mitochondriów, wakuoli z sokiem komórkowym, nie tworzą się plastydy, a pigmenty, za pomocą których przeprowadza się fotosyntezę, znajdują się w płytkach fotosyntetycznych - blaszkach. Pigmenty niebiesko-zielonych alg są bardzo różnorodne: chlorofil, karoteny, ksantofile, a także specyficzne pigmenty z grupy fikobilin – niebieska fikocyjanina i czerwona fikoerytryna, które oprócz sinic występują tylko w czerwonych algach. Kolor tych organizmów jest najczęściej niebiesko-zielony. Jednak w zależności od stosunku ilościowego różnych pigmentów kolor tych alg może być nie tylko niebiesko-zielony, ale także fioletowy, czerwonawy, żółty, bladoniebieski lub prawie czarny.Niebiesko-zielone algi są rozmieszczone na całym świecie i można je znaleźć w najróżniejszych warunkach. Potrafią przetrwać nawet w ekstremalnych warunkach życia. Organizmy te tolerują długotrwałą ciemność i beztlenowość, mogą żyć w jaskiniach, na różnych glebach, w warstwach naturalnego mułu bogatego w siarkowodór, w wodach termalnych itp. Wokół komórek glonów kolonialnych i nitkowatych tworzą się błony śluzowe, które służą jako osłonka ochronna, która chroni komórki przed wysychaniem i jest filtrem światła.Wiele nitkowatych niebiesko-zielonych alg ma osobliwe komórki - heterocysty. Komórki te mają dobrze określoną dwuwarstwową membranę i wyglądają na puste. Ale to są żywe komórki wypełnione przezroczystą zawartością. Niebiesko-zielone algi z heterocystami są zdolne do wiązania azotu atmosferycznego. Niektóre rodzaje sinic są składnikami porostów. Można je znaleźć jako symbionty w tkankach i narządach roślin wyższych. Zdolność wiązania azotu atmosferycznego wykorzystują rośliny wyższe.Masowy rozwój sinic w zbiornikach wodnych może mieć negatywne konsekwencje. Podwyższona temperatura i zanieczyszczenie wody substancjami organicznymi powodują tzw. „zakwit wody”. To sprawia, że ​​woda nie nadaje się do spożycia przez ludzi. Niektóre sinice słodkowodne są toksyczne dla ludzi i zwierząt.Rozmnażanie sinic jest bardzo prymitywne. Jednokomórkowe i wiele form kolonialnych rozmnaża się jedynie poprzez podzielenie komórek na pół. Większość form nitkowatych rozmnaża się poprzez hormony (krótkie odcinki oddzielone od włókna macierzystego, które wyrastają na osobniki dorosłe). Rozmnażanie można również przeprowadzić za pomocą zarodników - przerośniętych grubościennych komórek, które mogą przetrwać niesprzyjające warunki, a następnie wyrosnąć na nowe nici.

Podział Algi czerwone (lub algi fioletowe) (Rhodophyta)

Krasnorosty (algi fioletowe) to liczna (około 3800 gatunków z ponad 600 rodzajów) grupa zamieszkująca głównie morza. Ich rozmiary wahają się od mikroskopijnych do 1-2 m. Zewnętrznie krasnorosty są bardzo zróżnicowane: występują formy nitkowate, płytkowate, koralowate, rozcięte i rozgałęzione w różnym stopniu.Czerwone algi mają unikalny zestaw pigmentów: ponadto do chlorofilu a i b zalicza się znany tylko dla tej grupy roślin chlorofil d, karoteny, ksantofile, a także pigmenty z grupy fikobilin: pigment niebieski – fikocyjanina, czerwony – fikoerytryna. Różne kombinacje tych pigmentów decydują o kolorze glonów - od jaskrawoczerwonego do niebieskawo-zielonego i żółtego.Algi czerwone rozmnażają się wegetatywnie, bezpłciowo i płciowo. Rozmnażanie wegetatywne jest typowe tylko dla najsłabiej zorganizowanych roślin szkarłatnych (formy jednokomórkowe i kolonialne). W wysoce zorganizowanych formach wielokomórkowych odcięte odcinki plechy obumierają. Do rozmnażania bezpłciowego wykorzystuje się różne rodzaje zarodników.Proces płciowy jest oogamiczny. Na roślinie gametofitowej powstają męskie i żeńskie komórki rozrodcze (gamety), pozbawione wici. Podczas zapłodnienia gamety żeńskie nie są uwalniane środowisko, ale pozostają na roślinie; Gamety męskie są wyrzucane i biernie transportowane przez prądy wodne.Rośliny diploidalne - sporofity - mają to samo wygląd, jak gametofity (rośliny haploidalne). Jest to izomorficzna zmiana pokoleń. Na sporofitach powstają narządy rozmnażania bezpłciowego.Wiele krasnorostów jest szeroko stosowanych przez człowieka, są jadalne i pożyteczne. Jest szeroko stosowany w przemyśle spożywczym i medycznym różne rodzaje szkarłatny (około 30) agar polisacharydowy.

Dział Pyrophyta (lub Dinophyta) algi (Pyrrophyta (Dinophyta))

Dział obejmuje około 1200 gatunków ze 120 rodzajów, łączących eukariotyczne formy jednokomórkowe (w tym biflagellate), kokosowe i nitkowate. Grupa łączy w sobie cechy roślin i zwierząt: niektóre gatunki mają macki, pseudopodia i komórki parzące; niektóre mają typowy dla zwierząt sposób odżywiania, zapewniany przez gardło. Wiele osób ma piętno lub wizjer. Komórki są często pokryte twardą błoną. Chromatofory mają brązowawą i czerwonawą barwę i zawierają chlorofile a i c, a także karoteny, ksantofile (czasami fikocyjaninę i fikoerytrynę). Skrobia i czasami olej odkładają się jako substancje rezerwowe. Komórki wiciowe mają wyraźnie określone strony grzbietowe i brzuszne. Na powierzchni komórki i w gardle znajdują się rowki, które rozmnażają się poprzez podział w stanie ruchomym lub nieruchomym (wegetatywnym), zoospory i autospory. Rozmnażanie płciowe występuje w kilku formach; zachodzi w formie fuzji izogamet.Glony pirofityczne są częstymi mieszkańcami zanieczyszczonych zbiorników wodnych: stawów, osadników, niektórych zbiorników wodnych i jezior. Wiele z nich tworzy fitoplankton w morzach. W niesprzyjających warunkach tworzą cysty z grubymi otoczkami celulozowymi.Najbardziej rozpowszechniony i najbogatszy w gatunki jest rodzaj Cryptomonas.

Oddział Złocista alga (Chrysophyta)

Mikroskopijne lub małe (do 2 cm długości) złotożółte organizmy żyjące w słonych i świeża woda oemah na całym świecie. Istnieją formy jednokomórkowe, kolonialne i wielokomórkowe. W Rosji znanych jest około 300 gatunków z 70 rodzajów. Chromatofory są zwykle złotożółte lub brązowe. Zawierają chlorofile a i c, a także karotenoidy i fukoksantynę. Chryzolamina i olej odkładają się jako substancje rezerwowe. Niektóre gatunki są heterotroficzne. Większość form ma 1-2 wici i dlatego są mobilne. Rozmnażają się głównie bezpłciowo - przez podział lub zoospory; proces płciowy jest znany tylko u kilku gatunków. Występują przeważnie w czystych wodach słodkich (kwaśne wody torfowisk), rzadziej w morzach i glebach. Typowe elementy fitoplanktonu.

Podział okrzemek (Bacillariophyta (Diatomea))

Okrzemki (okrzemki) liczą około 10 tysięcy gatunków, należących do około 300 rodzajów. Są to mikroskopijne organizmy żyjące głównie w zbiornikach wodnych. Okrzemki to szczególna grupa organizmów jednokomórkowych, różniąca się od innych glonów. Komórki okrzemek pokryte są otoczką krzemionkową. Komórka zawiera wakuole z sokiem komórkowym. Rdzeń znajduje się w środku. Chromatofory są duże. Ich barwa ma różne odcienie żółto-brązowej, gdyż w pigmentach dominują karoteny i ksantofile, które mają odcienie żółte i brązowe oraz maskujące chlorofile a i c. Muszle okrzemek charakteryzują się geometryczną regularnością budowy i dużą różnorodnością konturów . Skorupa składa się z dwóch połówek. Większa, epiteka, przykrywa mniejszą, hipoteka, podobnie jak wieczko, przykrywa pudełko.Większość okrzemek, które mają dwustronną symetrię, jest w stanie poruszać się po powierzchni podłoża. Ruch odbywa się za pomocą tzw. szwu. Szew to szczelina przecinająca ściankę skrzydła. Ruch cytoplazmy w szczelinie i jej tarcie o podłoże zapewniają ruch komórki. Komórki okrzemek, które mają symetrię promieniową, nie są zdolne do ruchu.Okrzemki rozmnażają się zwykle dzieląc komórkę na dwie połowy. Protoplast zwiększa objętość, w wyniku czego nabłonek i hipoteka rozchodzą się. Protoplast dzieli się na dwie równe części, a jądro dzieli się mitotycznie. W każdej połowie podzielonej komórki skorupa pełni rolę nabłonka i uzupełnia brakującą połowę skorupy, zawsze hipotekę. W wyniku licznych podziałów u części populacji następuje stopniowe zmniejszanie się wielkości komórek. Niektóre komórki są około trzy razy mniejsze od oryginalnych. Po osiągnięciu minimalnej wielkości komórki rozwijają auksospory („rosnące zarodniki”). Tworzenie auksosporów jest związane z procesem seksualnym.

Komórki okrzemek w stanie wegetatywnym są diploidalne. Przed rozmnażaniem płciowym następuje podział jądra redukcyjnego (mejoza). Dwie komórki okrzemek łączą się, zastawki rozsuwają się, jądra haploidalne (po mejozie) łączą się parami i powstaje jedna lub dwie auksospory. Auksospora rośnie przez pewien czas, a następnie rozwija skorupę i zamienia się w osobnika wegetatywnego.

Wśród okrzemek występują gatunki kochające światło i cień, żyją w zbiornikach na różnych głębokościach. Okrzemki mogą żyć także w glebach, szczególnie podmokłych i podmokłych. Podobnie jak inne glony, okrzemki mogą powodować zakwity śniegu.

Okrzemki odgrywają dużą rolę w gospodarce przyrody. Stanowią stałe źródło pożywienia i początkowe ogniwo w łańcuchach pokarmowych dla wielu organizmów wodnych. Żywi się nimi wiele ryb, zwłaszcza młodych.

Muszle okrzemek, osiadając na dnie przez miliony lat, tworzą osadową skałę geologiczną – diatomit. Jest powszechnie stosowany jako materiał konstrukcyjny o wysokich właściwościach izolacji cieplnej i akustycznej, jako filtry w przemyśle spożywczym, chemicznym i medycznym.

Dział żółto-zielonych alg (Xanthophyta)

Ta grupa glonów liczy około 550 gatunków. Są to głównie mieszkańcy wód słodkich, rzadziej spotykani w morzach i na wilgotnych glebach. Wśród nich występują formy jednokomórkowe i wielokomórkowe, wiciowe, kokosowe, nitkowate i blaszkowate, a także organizmy syfonowe. Glony te charakteryzują się żółto-zieloną barwą, od której pochodzi nazwa całej grupy. Chloroplasty mają kształt dysku. Charakterystycznymi pigmentami są chlorofile a i c, a i b karotenoidy, ksantofile. Substancje rezerwowe – glukan, tłuszcze. Rozmnażanie płciowe jest oogamiczne i izogamiczne. Rozmnażane wegetatywnie przez podział; Rozmnażanie bezpłciowe odbywa się przez wyspecjalizowane ruchliwe lub nieruchome komórki - zoo- i aplanospory.

Dział Brązowe algi (Phaeophyta)

Glony brunatne są wysoce zorganizowane Organizmy wielokomórkoweżyjący w morzach. Istnieje około 1500 gatunków z około 250 rodzajów. Największe z brunatnic osiągają kilkadziesiąt metrów (do 60 m) długości. Jednak w tej grupie występują również gatunki o mikroskopijnych rozmiarach. Kształt thalli może być bardzo różnorodny.

Cechą wspólną wszystkich glonów należących do tej grupy jest żółtobrązowa barwa. Jest to spowodowane przez pigmenty karoten i ksantofil (fukoksantyna itp.), które maskują zielony kolor chlorofile a i c. Ściana komórkowa to celuloza z zewnętrzną warstwą pektynową, zdolną do silnego wydzielania śluzu.

Brunatnice posiadają wszystkie formy rozmnażania: wegetatywne, bezpłciowe i płciowe. Rozmnażanie wegetatywne odbywa się przez oddzielone części plechy. Rozmnażanie bezpłciowe odbywa się za pomocą zoospor (ruchliwych dzięki wici zarodników). Proces płciowy u brunatnic jest reprezentowany przez izogamię (rzadziej anizogamię i oogamię).

U wielu brunatnic gametofit i sporofit różnią się kształtem, rozmiarem i strukturą. W algach brunatnych następuje przemienność pokoleń, czyli zmiana faz jądrowych w cyklu rozwojowym. Brunatnice występują we wszystkich morzach świata. Liczne zwierzęta przybrzeżne znajdują schronienie, miejsca rozrodu i żerowania w zaroślach brunatnic w pobliżu brzegów. Algi brunatne są powszechnie stosowane przez człowieka. Z nich otrzymuje się alginiany (sole kwasu alginowego), stosowane jako stabilizatory roztworów i zawiesin w Przemysł spożywczy. Wykorzystuje się je do produkcji tworzyw sztucznych, smarów itp. Niektóre algi brunatne (kelp, alaria itp.) są stosowane w żywności.

Oddział Euglenophyta

W tej grupie znajduje się około 900 gatunków z około 40 rodzajów. Są to jednokomórkowe organizmy wiciowe, głównie mieszkańcy wód słodkich. Chloroplasty zawierają chlorofile a i b oraz dużą grupę barwników pomocniczych z grupy karotenoidów. Glony te przechodzą fotosyntezę w świetle, a w ciemności przechodzą na odżywianie heterotroficzne.

Rozmnażanie się tych glonów następuje wyłącznie poprzez mitotyczny podział komórek. Ich mitoza różni się od tego procesu w innych grupach organizmów.

Podział Zielone algi (Chlorophyta)

Glony zielone są największym działem glonów, numeracyjnym różne szacunki, od 13 do 20 tysięcy gatunków z około 400 rodzajów. Glony te charakteryzują się czysto zielonym kolorem, podobnie jak rośliny wyższe, ponieważ wśród pigmentów dominuje chlorofil. Chloroplasty (chromatofory) zawierają dwie modyfikacje chlorofilu a i b, podobnie jak w roślinach wyższych, a także inne pigmenty - karoteny i ksantofile.

Twarde ściany komórkowe zielonych alg zbudowane są z substancji celulozowych i pektynowych. Substancje rezerwowe - skrobia, rzadziej olej. Wiele cech budowy i życia zielonych alg wskazuje na ich związek z roślinami wyższymi. Glony zielone wyróżniają się największą różnorodnością w porównaniu do innych działów. Mogą być jednokomórkowe, kolonialne, wielokomórkowe. Grupa ta reprezentuje całą różnorodność morfologicznego zróżnicowania organizmu znaną glonom - monadyczną, kokosową, palmellooidalną, nitkowatą, blaszkowatą, niekomórkową (syfonową). Rozpiętość ich rozmiarów jest ogromna – od mikroskopijnych pojedynczych komórek po duże formy wielokomórkowe o długości kilkudziesięciu centymetrów. Rozmnażanie jest wegetatywne, bezpłciowe i płciowe. Występują wszystkie główne rodzaje zmian w formach rozwoju.

Zielone algi żyją częściej w zbiornikach słodkowodnych, ale występuje tam wiele form słonawych i morskich, a także niewodnych gatunków lądowych i glebowych.

Klasa Volvox obejmuje najbardziej prymitywnych przedstawicieli zielonych alg. Zwykle są to organizmy jednokomórkowe z wiciami, czasami zjednoczone w koloniach. Są mobilni przez całe życie. Ukazuje się w płytkich zbiornikach słodkowodnych, bagnach i glebie. Wśród organizmów jednokomórkowych szeroko reprezentowane są gatunki z rodzaju Chlamydomonas. Kuliste lub elipsoidalne komórki Chlamydomonas są pokryte błoną składającą się z hemicelulozy i substancji pektynowych. Na przednim końcu komórki znajdują się dwie wici. Całe wnętrze komórki zajmuje chloroplast w kształcie miseczki. Jądro znajduje się w cytoplazmie, która wypełnia chloroplast w kształcie miseczki. U podstawy wici znajdują się dwie pulsujące wakuole.

Rozmnażanie bezpłciowe odbywa się za pomocą zoospor dwuwiciowych. Podczas rozmnażania płciowego w komórkach Chlamydomonas (po mejozie) powstają gamety dwuwiciowe.

Gatunki Chlamydomonas charakteryzują się izo-, hetero- i oogamią. W przypadku wystąpienia niesprzyjających warunków (wysuszenie zbiornika) komórki chlamydomonas tracą wici, pokrywają się błoną śluzową i rozmnażają się przez podział. Gdy zaistnieją sprzyjające warunki, tworzą wici i przechodzą na mobilny tryb życia.

Oprócz autotroficznego sposobu odżywiania się (fotosynteza) komórki chlamydomonas mają zdolność wchłaniania przez błonę substancji organicznych rozpuszczonych w wodzie, co przyczynia się do procesów samooczyszczania zanieczyszczonych wód.

Komórki form kolonialnych (Pandorina, Volvox) zbudowane są podobnie jak Chlamydomonas.

W klasie Protococcal główną formą ciała wegetatywnego są komórki stacjonarne z gęstą błoną i koloniami takich komórek. Przykładami jednokomórkowych protokoków są Chlorococcus i Chlorella. Rozmnażanie bezpłciowe Chlorococcus odbywa się za pomocą ruchliwych zoospor dwuwiciowych, a proces seksualny polega na fuzji ruchliwych izogamet dwuwiciowych (izogamia). Chlorella nie ma ruchomych stadiów podczas rozmnażania bezpłciowego i nie zachodzi proces płciowy.

Klasa Ulothrix łączy formy nitkowate i blaszkowate żyjące w wodach słodkich i morskich. Ulotrix to nić o długości do 10 cm, mocowana do obiektów podwodnych. Komórki włókna są identyczne, krótkocylindryczne z chloroplastami (chromatoforami) o ściankach blaszkowatych. Rozmnażanie bezpłciowe odbywa się za pomocą zoospor (ruchomych komórek z czterema wiciami).

Proces seksualny jest izogamiczny. Gamety są ruchliwe dzięki obecności dwóch wici w każdej gamecie.

Klasa Koniugaty (spójne) łączy formy jednokomórkowe i nitkowate z unikalnym rodzajem procesu seksualnego - koniugacją. Chloroplasty (chromatofory) w komórkach tych glonów są typu płytkowego i mają bardzo zróżnicowany kształt. W stawach i zbiornikach wolno płynących większość zielonego mułu tworzą formy nitkowate (spirogyra, zygnema itp.).

Kiedy dwa sąsiednie włókna są sprzężone z przeciwległych komórek, rosną procesy, które tworzą kanał. Zawartość obu komórek łączy się i powstaje zygota pokryta grubą błoną. Po okresie spoczynku zygota kiełkuje, dając początek nowym organizmom nitkowatym.

Klasa syfonów obejmuje glony o niekomórkowej strukturze wzgórza (talusu) z dość duże rozmiary i złożona sekcja. Alga syfonowa caulerpa zewnętrznie przypomina roślinę liściastą: jej wielkość wynosi około 0,5 m, jest przymocowana do ziemi za pomocą ryzoidów, jej plecha rozprzestrzenia się po ziemi, a pionowe formacje przypominające liście zawierają chloroplasty. Łatwo rozmnaża się wegetatywnie przez części plechy. W ciele glonów nie ma ścian komórkowych, ma stałą protoplazmę z licznymi jądrami, a chloroplasty znajdują się w pobliżu ścian.

Podział charophyta (Charophyta)

Są to najbardziej złożone glony: ich ciało jest zróżnicowane na węzły i międzywęźla, w węzłach znajdują się okółki krótkich gałęzi przypominających liście. Wielkość roślin wynosi od 20-30 cm do 1-2 m. Tworzą ciągłe zarośla w słodkich lub lekko osolonych zbiornikach wodnych, przyczepiając się do ziemi za pomocą ryzoidów. Zewnętrznie przypominają rośliny wyższe. Glony te nie mają jednak prawdziwego podziału na korzenie, łodygi i liście. Istnieje około 300 gatunków glonów Characeae, należących do 7 rodzajów. Są podobne do zielonych alg pod względem składu pigmentów, struktury komórkowej i cech reprodukcyjnych. Istnieją podobieństwa z roślinami wyższymi pod względem cech rozmnażania (oogamia) itp. Odnotowane podobieństwa wskazują na obecność wspólnego przodka u roślin characeae i roślin wyższych.

Rozmnażanie wegetatywne characeae odbywa się za pomocą specjalnych struktur, tzw. guzków, utworzonych na ryzoidach i dolnych partiach pędów. Każdy z guzków łatwo kiełkuje, tworząc splątek, a następnie całą roślinę.

Po pierwszym zapoznaniu się z nim bardzo trudno jest ogarnąć w myślach cały dział glonów i przydzielić każdemu działowi właściwe miejsce w systemie. System algowy nie został opracowany w nauce szybko i dopiero po wielu nieudanych próbach. Obecnie na każdy system narzucamy podstawowy wymóg, aby był on filogenetyczny. Początkowo sądzono, że taki system może być bardzo prosty; wyobrażali sobie to w formie jednego drzewa genealogicznego, nawet z wieloma bocznymi gałęziami. Teraz budujemy go nie inaczej, jak w formie wielu linii genealogicznych rozwijających się równolegle. Sprawę dodatkowo komplikuje fakt, że wraz ze zmianami postępowymi zachodzą także zmiany regresywne, które stanowią trudne zadanie do rozwiązania – w przypadku braku tego czy innego znaku lub narządu rozstrzygnij, czy jeszcze się nie pojawił, czy już się pojawił zniknął?

System nadany Ville’owi w 236. wydaniu pracy głównej o opisowej taksonomii roślin, wydanej pod redakcją A. Englera, przez długi czas uważany był za najdoskonalszy. Główną grupę tutaj uważa się za organizmy wiciowe lub wiciowce.

Schemat ten obejmuje jedynie główną grupę zielonych alg.

Pochodzenie, powiązania i ewolucja

Rola w przyrodzie i życiu człowieka

Rola w biogeocenozach

Glony są głównymi producentami substancji organicznych w środowisku wodnym. Około 80% całej materii organicznej wytwarzanej każdego roku na Ziemi pochodzi z alg i innych roślin wodnych. Glony bezpośrednio lub pośrednio stanowią źródło pożywienia dla wszystkich zwierząt wodnych. Znane są skały (okrzemki, łupki bitumiczne, niektóre wapienie), które powstały w wyniku działalności glonów w poprzednich epokach geologicznych. Nawiasem mówiąc, to za pomocą okrzemek określa się wiek tych skał.

Zastosowanie żywności

Zjada się niektóre glony, głównie wodorosty (wodorosty, porfiry, ulwy). Na obszarach przybrzeżnych glony wykorzystuje się jako paszę i nawóz dla zwierząt gospodarskich. W wielu krajach algi uprawia się w celu uzyskania dużych ilości biomasy, która jest wykorzystywana jako pasza dla zwierząt gospodarskich i wykorzystywana w przemyśle spożywczym.

Wodorosty jadalne – bogate w minerały, zwłaszcza jod, produkt – stosowany w kuchniach wschodnioazjatyckich. Jedną z najpopularniejszych potraw z wodorostami jest sushi.

Uzdatnianie wody

Wiele glonów jest ważnym elementem procesu biologicznego oczyszczania ścieków. Szybki rozwój glonów nitkowatych i planktonowych (zakwity wodne) może powodować problemy operacyjne obiekty lecznicze, systemy zaopatrzenia w wodę W akwariach morskich glony wykorzystywane są w biologicznych systemach filtracji. Stosowane są zbiorniki na glony („zbiorniki na glony”) i płuczki. Uprawia się albo specjalnie posadzone makroalgi (zwykle z rodzajów Chaetomorpha i Caulerpa), albo stosuje się naturalne porastanie glonami. Intensywne oświetlenie zapewnia szybki rozwój glonów i aktywne wchłanianie zanieczyszczeń. Okresowo usuwa się z filtra masę przerośniętych glonów.

W branży farmaceutycznej

Z alg pozyskuje się: substancje galaretowate i śluzotwórcze – agar-agar (Ahnfeltia, Gelidium), agaroidy (Phyllophora, Gracilaria), karagen (Chondrous, Gigartina, Furcelaria), alginiany (kelp i morszczyn), mąkę paszową zawierającą pierwiastki śladowe i jod Glony biorą udział w tworzeniu niektórych rodzajów błota leczniczego.

Przemysł chemiczny

Człowiek wykorzystuje wodorosty w przemyśle chemicznym. Z nich otrzymuje się jod, kwas alginowy, agar-agar, sole potasowe, celulozę, alkohol i kwas octowy.

Biopaliwo

Ze względu na wysoki wskaźnik reprodukcji glony wykorzystywane są do pozyskiwania biomasy na paliwo. Opracowano wiele różnych eksperymentalnych procesów produkcji biopaliw, na przykład z wykorzystaniem wysokich temperatur i ciśnień.

W nauce

Glony są szeroko stosowane w badaniach eksperymentalnych w celu rozwiązania problemów fotosyntezy i wyjaśnienia roli jądra i innych składników komórki.

Biotestowanie

Glony są jednym z najpowszechniej stosowanych obiektów biologicznych w biotestach substancje chemiczne oraz próbki wód naturalnych i zanieczyszczonych.

Ekodom

Podejmowane są próby wykorzystania niektórych szybko rosnących i bezpretensjonalnych glonów (np. chlorella, która szybko i łatwo duże ilości syntetyzuje białka, tłuszcze, węglowodany, witaminy i jest w stanie pochłonąć około 10-12% energii słonecznej [źródło nieokreślone 1438 dni], syntetyzując materia organiczna(dla porównania rośliny wyższe są w stanie pochłonąć jedynie 1-2% promieniowania słonecznego), tworząc obieg materii

Taksonomia roślin
Podstawy taksonomii położył C. Linneusz w XVIII wieku. Linneusz w swoich dziełach zdefiniował pojęcie „gatunku”, wprowadził nomenklaturę binarną i ustalił wyraźne podporządkowanie kategorii systematycznych; stworzył klasyfikację roślin i zwierząt. Nazwa każdego gatunku musi składać się z dwóch słów: jedno oznacza rodzaj, oba słowa oznaczają gatunek. W taksonomii roślin istnieje 7 kategorii (lub taksonów): królestwo, podział, klasa, rząd, rodzina, rodzaj i gatunek.

Wodorost
Około 30 tysięcy gatunków. Glony to rośliny niższe, większość z nich żyje w środowiskach wodnych. Ciało glonów jest reprezentowane przez plechę lub plechę, niezróżnicowaną na narządy i tkanki. Niektóre glony wykorzystują ryzoidy (specjalne wyrostki komórkowe) do przyczepiania się do podłoża. Komórka glonów charakteryzuje się obecnością ściany komórkowej; wewnątrz zawiera jedno lub więcej jąder, wakuolę, chromatofor i inne organelle.

Dział zielonych alg
To największy dział glonów. Charakteryzuje się chlorofilem, który dominuje nad innymi pigmentami. Substancja zapasowa- skrobia.
Jednokomórkowe zielone algi
Chlamydomonas to alga słodkowodna. Istnieją dwie wici, u ich podstawy znajdują się dwie kurczliwe wakuole. Chromofor w kształcie miseczki; w cytoplazmie znajduje się jedno jądro, oko (piętno) i inne organelle typowe dla eukariontów. Wizjer służy do oceny poziomu oświetlenia. Rozmnażanie odbywa się bezpłciowo (zachodzi w sprzyjających warunkach za pomocą haploidalnych zoospor) i płciowo (izogamia, w niesprzyjających warunkach) przez. Po utworzeniu zygoty pokrywa się ją grubą skorupą i w tym stanie zimuje. Wiosną następuje w nim mejoza, skorupa pęka i wyłaniają się z niej 4 młode osobniki haploidalne.
Chlorella to glon, który może żyć w wodzie, glebie, na powierzchni gleby lub korze drzew w wilgotnych miejscach. Nie ma wici, oczu ani wakuoli kurczliwych, wewnątrz komórki znajduje się jądro, chromatofor i cytoplazma z organellami typowymi dla roślin. Rozmnażanie odbywa się wyłącznie bezpłciowo (przy użyciu aplanospor), proces płciowy nie jest znany.
Kolonialne zielone algi
Volvox to alga słodkowodna. Kolonia wygląda jak pusta kula, której powierzchnię tworzą komórki połączone ze sobą nicią cytoplazmatyczną. Każda komórka zawiera jedno jądro, chromatofor i 2 wici. W wyniku podziałów komórek generatywnych powstają kolonie potomne, które umiejscowione są wewnątrz kolonii macierzystej, a po jej śmierci wychodzą.
Wielokomórkowe algi zielone
Spirogyra to nitkowata alga słodkowodna. Z zewnątrz pokryty jest muszlą. Wewnątrz każdej komórki znajduje się kilka pasm spiralnego chromatoforu, jądro i cytoplazma z organellami; Większą część komórki zajmuje centralna wakuola. Rozmnażanie bezpłciowe następuje poprzez fragmentację włókien; seksualny – koniugacja. Nie powstają specjalne komórki rozrodcze: dwie komórki o różnych nitkach łączą się ze sobą i pojawia się zygota (stadium diploidalne).
Ulotrix to nitkowata alga słodkowodna. Składa się z jednego rzędu komórek i jest przymocowany do podłoża za pomocą komórki podstawnej. Komórka nie ma wici, zawiera jedno jądro, chromatofor w kształcie paska i wakuolę. Rozmnażanie jest bezpłciowe i płciowe. Podczas rozmnażania bezpłciowego w komórce włóknistej tworzą się zoospory, następnie skorupa pęka i wychodzą. Po pewnym czasie unoszenia się na wodzie zoospory osiadają i poprzez rozszczepienie tworzą nową nić. Podczas rozmnażania płciowego w jednej z komórek tworzą się izogamety, które wychodzą i łączą się parami. Po utworzeniu zygoty następuje mejoza i powstają zoospory, dając początek nowej roślinie.

Dział brunatnic
Przeważnie formy morskie, rozmieszczone głównie w zimnych morzach. Większość brunatnic to formy bentosowe, żyjące na głębokości 30–30 mil w strefie pływów. Może tworzyć ogromne nagromadzenia (Morze Sargassowe).
Kolor waha się od oliwkowozielonego do ciemnobrązowego ze względu na obecność brązowego pigmentu fukoksantyny, który maskuje inne pigmenty. Zawierają także chlorofil i karotenoidy. Plecha jest wielokomórkowa, w kształcie wstążki (kelp), krzaczastej (sargassum) lub rozgałęzionej (morsz), zwykle przyczepiona do podłoża za pomocą ryzoidów.

Dział krasnorostów (algi fioletowe)
Algi czerwone żyją głównie w morzach, formy słodkowodne są mniej powszechne. Zamieszkują znaczne głębokości (do 260 m – absolutny rekord wśród roślin fotosyntetycznych). Istnieją formy jednokomórkowe i wielokomórkowe. Zawiera chlorofil, karotenoidy i fikobiliny (czerwone pigmenty). Plechy są nitkowate, krzaczaste, blaszkowate (porfir), u niektórych są rozczłonkowane; wiele z nich ma ryzoidy. Błona komórkowa pokryta jest warstwą pektyn, z których otrzymuje się agar-agar.

Znaczenie glonów w przyrodzie i ich wykorzystanie przez człowieka

  • Wydzielają tlen.
  • Łańcuchy pokarmowe (fitoplankton jest podstawą wszystkich oceanicznych łańcuchów pokarmowych).
  • Schronisko dla zwierząt.
  • Podczas masowego rozmnażania powodują „rozkwit” wody (chlamydomonas), podczas którego spada zawartość tlenu w wodzie.
  • Do tego wykorzystuje się niektóre gatunki (chlorella). statki kosmiczne i łodzie podwodne do oczyszczania powietrza z dwutlenku węgla.
  • Pożywienie (kelp, porfir). Niektóre glony są specjalnie uprawiane w podwodnych gospodarstwach.
  • Pasza (morz, chlorella).
  • Źródło jodu.
  • Przemysłowe: produkcja soli sodowych i potasowych, agar-agar. Z agaru-agaru powstają galaretki, marmolady, pastylki, pożywka dla rosnących bakterii.

Glony to duża grupa starożytnych roślin. Ich budowę ciała i wielkość cechuje ogromna różnorodność. Występują mikroskopijne formy jednokomórkowe, wielokomórkowe i kolonialne (1-2 mikrony) oraz duże, o różnej budowie wzgórza, osiągające 30-45 m. Rozważmy ogólna charakterystyka wodorost

Wspólną właściwością wszystkich glonów jest obecność chlorofilu. Oprócz chlorofilu algi mogą zawierać inne pigmenty (fikocyjan, fikoerytryna, karoten, ksantofil, fikoksantyna). Pigmenty te nadają glonom kolor czerwony, brązowy, żółto-zielony, maskując główny zielony kolor.

ogólna charakterystyka

Odżywianie. Obecność pigmentów w komórkach glonów zapewnia autotroficzny rodzaj odżywiania. Jednak wiele glonów ma zdolność, pod pewnymi warunkami, przejścia na odżywianie heterotroficzne (euglena - w ciemności) lub łączenia go z fotosyntezą.

Klasyfikacja alg. Liczba gatunków glonów przekracza 40 tys. Jednak ich klasyfikacja nie jest kompletna, ponieważ nie wszystkie formy zostały wystarczająco dobrze zbadane. W naszym kraju zwyczajowo dzieli się glony na 10 działów: niebiesko-zielony, pirofit, złoty, okrzemka, żółto-zielony, brązowy, czerwony, euglenofit, zielony, charofit. Największa liczba gatunki reprezentowane są przez zieleń (13-20 tys.) i okrzemki (10 tys.).

Podział glonów na sekcje zwykle pokrywa się z ich kolorem, co zwykle wiąże się z cechami strukturalnymi komórek i plechy.

Struktura komórek glonów. Glony to jedyna grupa organizmów, wśród której występują prokarioty (niebiesko-zielone) i eukarioty (wszystkie pozostałe). W jądrach glonów eukariotycznych ujawniają się wszystkie struktury charakterystyczne dla jąder innych eukariontów: błony, sok jądrowy, jąderka, chromosomy.


Scharakteryzowano budowę, skład i właściwości pozostałych składników komórkowych glonów wielka różnorodność. W procesie ewolucji naturalna selekcja zachowały najbardziej obiecujące formy, w tym tego typu organizacja komórkowa, co umożliwiło roślinom przemieszczanie się obraz ziemiżycie.

Rozmnażanie się glonów Może być wegetatywny, bezpłciowy (przy użyciu zarodników) i seksualny. W przypadku tego samego gatunku, w zależności od warunków i pory roku, metody rozmnażania są różne. W tym przypadku obserwuje się zmianę faz jądrowych - haploidalną i diploidalną.

Warunki życia i siedliska glonów. Korzystnymi warunkami bytowania glonów są: obecność światła, źródeł węgla i soli mineralnych, a głównym siedliskiem dla nich jest woda. Na życie glonów duży wpływ ma temperatura, zasolenie wody itp.

Większość glonów to mieszkańcy wód słodkich i morskich. Mogą zamieszkiwać słup wody, swobodnie w nim pływać, tworząc fitoplankton lub osiadać na dnie, przyczepiając się do różnych obiektów, organizmów żywych i martwych, tworząc fitobentos. Zamieszkują glony i gorące źródła, a także zbiorniki wodne o dużym zasoleniu.