 |
Происхождение водорослей. Классификация водорослей. Отдел Сине-зеленые водоросли - Cyanophyta.
|
|
|
|
Происхождение водорослей
Хлоропласты приобретены различными группами эукариотных растений независимо друг от друга, и предками хлоропластов были разные свободноживущие организмы: в одних случаях ими были бактерии (зелёные или сине-зелёные), а в других — эукариотные простейшие.
Кроме красных и зелёных водорослей в современной биосфере процветают различные группы организмов с золотисто-бурыми хлоропластами. Одноклеточные и колониальные диатомовые водоросли, клетки которых защищены кремнезёмным панцирем, господствуют в Мировом океане, населяют пресные воды и влажную почву. Прибрежная зона моря заселена бурыми водорослями — фукусами, ламинариями и саргассами (последние могут выживать и в открытом океане — вспомните Саргассово море). Среди бурых водорослей встречаются настоящие гиганты. Например, у тихоокеанского побережья Южной Америки обитает самый крупный растительный организм планеты — макроцистис, достигающий 150 м в длину. В планктоне морских и пресных вод распространены фотосинтезирующие жгутиконосцы — золотистые водоросли и криптомонады.
Хлоропласты золотистых, диатомовых и бурых водорослей содержат хлорофиллы „а“ и „с“ и почему-то окружены 4 мембранами. Их происхождение помогло понять строение криптомонад — небольшой группы жгутиконосцев, хлоропласты которых тоже имеют хлорофиллы „а“ и „с“, окружены 4 мембранами, причём между второй и третьей имеется маленькое эукариотное ядро — нуклеоморф, а внутри пространства, ограниченного последней, четвёртой мембраной находится кольцевая ДНК. Такое строение позволяет предполагать, что хлоропласты криптомонад возникли в результате двойного симбиоза. Сначала некий хищный протист приобрёл в качестве симбионта золотистую бактерию с хлорофиллами „а“ и „с“, а потом сам стал симбионтом криптомонады. В хлоропластах бурых, диатомовых и золотистых водорослей нуклеоморфа уже нет, хотя они по-прежнему окружены 4 мебранами, что говорит о более глубокой интеграции симбионта и хозяина.
|
|
|
Классификация водорослей
Водоросли — крайне гетерогенная (неоднородная) группа организмов, насчитывающая около 100 000 (а по некоторым данным до 100 тысяч видов только в составе отдела диатомовых) видов. На основании различий в наборе пигментов, структуре хроматофора, особенностей морфологии и биохимии (состав клеточных оболочек, типы запасных питательных веществ) [а надо бы - на основе исследований ДНК, как это сделано для цветковых растений] большинством отечественных систематиков выделяется 10-11 отделов водорослей (здесь отделы динофитовых и криптофитовых водорослей объединены в отдел пирофитовых):
Надцарство Прокариоты, или Доядерные (лат. Procaryota)
Царство Бактерии (лат. Bacteria)
Подцарство Цианеи (лат. Cyanobionta)
Отдел Сине-зелёные водоросли (лат. Cyanobacteria)
Надцарство Эукариоты, или Ядерные (лат. Eucaryota)
Царство Растения (лат. Plantae)
Подцарство Водоросли (лат. Phycobionta)
Отдел Бурые водоросли (лат. Phaeophyta)
Жгутиковые водоросли [парафилетичные? ]:
Отдел Эвгленовые водоросли (лат. Euglenophyta)
Отдел Пирофитовые водоросли (лат. Pyrrhophyta)
Подотдел Динофитовые водоросли (лат. Dinophyta)
Подотдел Криптофитовые водоросли (лат. Cryptophyta)
Эти 3 отдела нередко объединяют в один отдел [могут иметь несколько жгутиков и панцирь]:
Отдел Диатомовые водоросли (лат. Bacillariophyta)
Отдел Жёлто-зелёные водоросли (лат. Xanthophyta)
Отдел Золотистые водоросли (лат. Chrysophyta)
Эти 2 отдела водорослей также иногда объединяют в один [могут быть многоклеточными]:
Отдел Зелёные водоросли (лат. Chlorophyta)
Отдел Харовые водоросли (лат. Charophyta)
|
|
|
Подцарство Багрянки (лат. Rhodobionta)
Отдел Красные водоросли (лат. Rhodophyta) - самые древние
Водоросли – это низшие, то есть слоевищные (лишенные расчленения на стебель и листья) споровые растения, содержащие в своих клетках хлорофилл и живущие преимущественно в пресной и морской воде, а также на суше – в почве, на коре деревьев, камнях и т. д.
Отдел Сине-зеленые водоросли - Cyanophyta.
С точки зрения современных представлений, не являются растениями. Это прокариоты - цианобактерии. Однако традиционно рассматриваются в курсе ботаники.
Общее число видов около 1, 4 тыс.
Строение. Это колониальные и многоклеточные, реже одноклеточные организмы разнообразной окраски (сине-зеленой, оливковой, темно-зеленой). Она обусловлена пигментами, которые содержатся в клетках в разных сочетаниях: фикоцианином (сине-зеленого цвета), хлорофиллом, каротиноидами и фикоэритрином (красного цвета). В клетках сине-зеленых водорослей нет обособленных ядра, хлоропластов, митохондрий и вакуолей с клеточным соком. Клеточная стенка в основном пектиновая и легко ослизняется. Полость клетки заполнена цитоплазмой, которую подразделяют на два слоя: хроматоплазму - плотный постенный слой, содержащий мембраны с пигментами, и центроплазму (нуклеоид) - бесцветную центральную часть, содержащую ДНК. Многоклеточные сине-зеленые водоросли, как правило, имеют форму нитей. Протопласты соседних клеток соединены плазмодесмами. Рост нитей осуществляется за счет простого деления клеток. Среди однородных клеток, составляющих нить, имеются более крупные толстостенные клетки с желто-бурым содержимым - гетероцисты. Нередко одноклеточные и нитчатые сине-зеленые водоросли выделяют слизь и объединяются в довольно крупные колонии.
Питание. Питаются сине-зеленые водоросли автотрофно. Однако многие из них, живя в водоемах, загрязненных гниющими остатками, имеют миксотрофное (смешанное) питание, то есть наряду с фотосинтезом обладают способностью усваивать и органические вещества. В качестве запасных веществ образуются гликопротеид (похожий на гликоген), волютин (белок), специфический для сине-зеленых водорослей цианофицин (липопротеид).
Размножение у сине-зеленых водорослей преимущественно вегетативное. У одноклеточных размножение осуществляется путем дробления клетки на несколько частей, у многоклеточных - путем распада нити на части. Нити распадаются у основания гетероцист или по неспециализированным отмершим клеткам. Участок нити, служащий для вегетативного размножения, называют гормогонием. Половое размножение отсутствует. Специализированных органов размножения нет. При неблагоприятных условиях из клеток формируются толстостенные споры. Содержимое их богато запасными продуктами. В данном случае споры правильнее именовать покоящимися клетками, поскольку они значительно устойчивее вегетативных. Сине-зеленые водоросли никогда не образуют жгутиковых форм.
|
|
|
Рис. 3. Сине-зеленые водоросли:
1 — строение клетки: а — центроплазма; б — хроматоплазма; 2 — хлорококк; 3 — осцилла тория; 4 — зингбия с гормогониями; 5 —анабена; а — с гетероцистон; б — со спорой слева показано ее прорастание; 6 — носток: ч — общий вид; б — нити с гетероцистами
Распространение и хозяйственное значение. Сине-зеленые водоросли очень пластичны и легко приспосабливаются к неблагоприятным условиям. Они живут в пресных и морских водах, на почве и в почве, на голых скалах, в снегу и в горячих источниках. Некоторые планктонные виды вызывают «цветение» воды в загрязненных водоемах (род анабена - Anabaena), другие очищают воду, минерализуя продукты гниения. Почвенные виды сине-зеленых водорослей из родов формидиум (Phormidium) и плектонема (Plectonema) способны усваивать атмосферный азот.
В слизи, окружающей колонии видов рода носток (Nostoc), могут поселяться азотфиксирующие бактерии. Многие виды вступают в симбиоз с грибами, образуя лишайники.
|
|
|
