Низшие растения водоросли размножение

Закономерности и виды размножения водорослей

Размножение водорослей представляет собой процесс воспроизведения растительных особей на основе реализации их генетического материала.

Представители низших растений, к которым относятся водоросли, размножаются двумя способами: бесполым и половым. Само бесполое размножение бывает вегетативным и собственно бесполым.

Под вегетативным размножением понимают тип бесполого размножения, который подразумевает воспроизведение особей путем использования частей родительского растительного организма.

Среди водорослей бесполое размножение (вегетативное) встречается довольно часто. У большинства низших растений как раз преобладает вегетативный способ размножения.

У водорослей встречаются такие типы бесполого размножения как:

• простое деление надвое. В основе этого процесса лежит перешнуровка одноклеточных водорослей. Плюс такого размножения — в сохранении возможности равномерного распределения всех компонентов материнской клетки (включая покровы) между двумя дочерними организмами. К примеру, при таком делении пелликула эвглены делится на две особи полностью и, при этом, сохраняет собственную целостность;
• распад колоний на отдельные части. Позже эти части образуют новые колонии;
• фрагментация слоевища. Благодаря такой разновидности бесполого размножения новые организмы воспроизводятся с сохранением материнской особи. Фрагментация представляет собой один из самых быстрых вариантов размножения. Он встречается среди всех водорослей.

У некоторых групп водорослей имеются специфические приспособления, с помощью которых они и осуществляют процесс вегетативного размножения. Имеются в виду клубеньки харовых водорослей, акинеты сине-зеленых водорослей, а также столоны бурых низших растений.

Акинеты являются специализированными клетками с утолщенными оболочками и большим запасом питательных веществ, при помощи которых водоросли как размножаются, так и переживают неблагоприятные внешние условия.

Виды размножения водорослей

Особенности бесполого размножения

Непосредственно бесполое размножение водорослей связано со спорами, которые образуются в результате преобразования протопласта недифференцированной материнской клетки и дифференцированного спорангия. Споры могут быть как подвижными (речь идет о зооспорах) и неподвижными.

В процессе бесполого размножения организм появляется из гаплоидной клетки. Это позволяет водорослям быстро воспроизводить себе подобных. Однако при таком способе размножения в популяциях не наблюдается генетическое разнообразие.

Исходя из способа образования, выделяют:

• конидии или экзоспоры. Они появляются как вырост протопласта на вершине клетки в процессе поперечного ее деления с последующим отчленением;
• зооспоры или эндоспоры. Они формируются внутри специализированных спорангиев.

Особенности полового размножения

Половой процесс в цикле развития водорослей тоже имеется. В ходе него сливаются две гаплоидные клетки (гаметы), которые различаются в половом соотношении. Происходит образование зиготы с диплоидным набором хромосом — она дает начало новому организму.

Выделяют несколько типов полового процесса:

• хологамия, под которой понимают процесс слияния двух подвижных клеток без клеточной оболочки;
• изогамия или слияние одинаковых по размерам, подвижности и строению гамет;
• гетерогамия или анизогамия. В этом случае сливаются разные по размерам, но одинаковые по форме гаметы. Такой тип полового размножения свойственен бурым и зеленым водорослям;
• оогамия или половой процесс, в ходе которого происходит слияние подвижной гаметы (сперматозоида) и более крупной неподвижной яйцеклетки. Образование сперматозоидов происходит в антеридиях, а яйцеклетки — в оогониях. Этот вариант лучше всего соответствует представлению о половом процессе, сложившемуся в общей биологии.

В результате слияния двух гамет образуется диплоидная зигота, прорастающая сразу после периода покоя.

Для многих водорослей характерно развитие при помощи полового процесса без оплодотворения — речь идет о партеногенезе. В этом случае женские гаметы называют азиготами. Многие ошибочно полагают, что партеногенез является естественным процессом для животных. В случае растительных организмов это тоже так.

Особый тип полового процесса у водорослей — автогамия. Она встречается, к примеру, у диатомовых водорослей. В процессе автогамии происходит деление диплоидной клетки на 4 части или гаплоидных ядра. Два из этих ядер позже разрушаются, еще два — сливаются в диплоидное ядро, дающее зиготу. Зигота очень резко увеличивается в размерах, превращаясь в ауксоспору.

В жизненном цикле водорослей половое и бесполое размножение закономерно чередуются, формируя, таким образом, единую слаженную систему. Так как оба типа размножения внутри жизненного цикла водоросли оригинально сочетаются, можно выделить несколько его разновидностей:

• гаплоидный жизненный цикл (зиготический). Его особенность в том, что зигота в нем — единственная диплоидная стадия. Такой жизненный цикл встречается у вольвоксовых, некоторых других групп колониальных водорослей;
• диплоидный жизненный цикл. Здесь единственная гаплоидная стадия — это гаметы. Такой жизненный цикл можно наблюдать у зеленых, сифоновых, диатомовых, циклоспоровых и бурых водорослей;
• спорический жизненный цикл. Основан на чередовании бесполого (спорофита) и полового (гаметофита) поколений.

Гетероморфная смена наблюдается у бурых, зеленых и красных водорослей.

У некоторых водорослей можно наблюдать интересную смену форм развития. Она особенна тем, что не всегда есть корреляция между плоидностью таллома и способом размножения. Спорофиты не всегда диплоидные — также встречаются варианты с гаплоидным набором хромосом. Под влиянием внешних факторов из жизненного цикла растений отдельные стадии могут выпадать.

Источник

2. Размножение низших споровых растений (водорослей)

Некоторые одноклеточные водоросли размножаются только бесполым способом. Одна из таких водорослей хлорелла.

Но большинству водорослей характерно бесполое и половое размножение. Половое размножение может происходить разными способами. Примером могут служить процессы размножения одноклеточной водоросли хламидомонады.

Когда условия благоприятные, у хламидомонады происходит бесполое размножение . Она теряет жгутики и делится, образуя \(2\), \(4\) или \(8\) зооспор. Потом зооспоры выходят из материнской клетки и начинают жить самостоятельно.

Половым путём хламидомонада начинает размножаться, когда наступает неблагоприятный период. Она теряет жгутики и образует внутри себя много гамет (половых клеток). Гаметы сливаются попарно, их ядра объединяются. Образовавшаяся зигота одевается прочной оболочкой и в таком виде сохраняется до лучших времён. Когда наступают благоприятные условия, зигота дважды делится и образует четыре молодые хламидомонады.

Большинству многоклеточных водорослей характерно размножение двумя способами: половым и бесполым .

Рассмотрим размножение улотрикса. В тёплое время при благоприятных условиях происходит бесполое размножение . Клетки слоевища делятся и образуют по \(2\) или \(4\) зооспоры со жгутиками. Зооспоры развиваются в новые нити улотрикса.

Когда становится холодно, отдельные клетки улотрикса формируют гаметы — мелкие клетки, передвигающиеся с помощью жгутиков. Гаметы попадают в воду. Там они соединяются попарно и образуют зиготу. Обычно происходит слияние гамет от разных нитей улотрикса. Зигота покрывается толстой оболочкой и долгое время может оставаться в состоянии покоя. Через некоторое время зигота делится и образуются \(4\) споры. Из этих спор развиваются новые многоклеточные талломы улотрикса.

Источник

Водоросли. Одноклеточные и многоклеточные водоросли.

Водоросли растут в морях, озерах, реках и стоячих водах. Тело водорослей не имеет тканей и органов и называется талломом, или слоевищем. По строению и форме водоросли бывают: одноклеточные со жгутиками или без них, колониальные и многоклеточные (рис. 1).

Размножение водорослей

Водоросли размножаются вегетативным, бесполым и половым путями. При вегетативном размножении одноклеточных водорослей клетка делится на две части. Талломы многоклеточных водорослей делятся на несколько частей.

При бесполом размножении образуются споры со жгутиками или без них. Из спор вырастают взрослые водоросли.

При половом размножении созревшие мужские и женские половые клетки (гаметы) соединяются, образуя зиготу. Она делится па части, и образуются новые водоросли.

Одноклеточные водоросли

Хлоропласты водорослей называют хроматофорами. Хотя все водоросли содержат хлорофилл, не все они зеленые. Видимый цвет у хроматофор разный. В систематике принято выделять отделы зеленых, бурых, красных, диатомовых водорослей.

Клетки зеленых водорослей накапливают крахмал, образовавшийся в процессе фотосинтеза. Зеленые водоросли обитают и в пресной, и в соленой воде. Они лучше всего улавливают не рассеянный свет, поэтому живут на небольшой глубине. Одноклеточные зеленые водоросли — обязательный компонент планктона.

Типичной для одноклеточных является хламидомонада. Хламидомонады обитают в стоячей воде. Их чашевидный хроматофор зеленого цвета, также у них есть красный светочувствительный глазок и два хорошо развитых жгутика (рис. 2).

Под действием солнечных лучей водоросли всей поверхностью тела поглощают минеральные соли воды и углекислый газ и образуют органические вещества, которыми питаются. Вместе с тем они выделяют кислород и дышат им.

Летом при благоприятных условиях хламидомонада размножается делением. Перед делением она перестает двигаться и теряет жгутики. Из материнской клетки освобождаются 2-4, а иногда и 8 клеток. Эти клетки в свою очередь делятся. Таков бесполый способ размножения хламидомонады (рис.3 А).

При наступлении неблагоприятных для жизни условий (похолодание, пересыхание водоема) внутри хламидомонады возникают гаметы (половые клетки). Гаметы выходят в воду и соединяются попарно. При этом образуется зигота, которая покрывается толстой оболочкой и зимует. Весной зигота делится. В результате деления образуется четыре клетки — молодые хламидомонады. Это половой способ размножения (рис.3 Б).

Хлорелла также относится к одноклеточным зеленым водорослям. В отличие от хламидомонады у нее нет жгутиков, помогающих быстро передвигаться, и красного глазка (рис.4).

Еще одно отличие хлореллы состоит в том, что она размножается только бесполым путем: цитоплазма в клетке делится на несколько частей, и в каждой из них образуются споры без жгутиков. Каждая спора вырастает во взрослую хлореллу. Образовавшаяся хлорелла уже через сутки может размножаться сама. Способность хлореллы быстро размножаться имеет широкое применение (рис.5).

Многоклеточные зеленые водоросли.

Кроме одноклеточных водорослей в водоемах обитают и многоклеточные представители. В зависимости от пигмента они подразделяются на зеленые, бурые и красные.

Одним из представителей зеленых водорослей является — спирогира (рис. 4). Эта нитчатая водоросль состоит из одного ряда удлиненных клеток. Вместе с другими водорослями она придает воде зеленый оттенок. На ощупь она шелковистая, слизистая и мягкая. Удлиненные клетки в нитях расположены в один ряд. Их хроматофоры в виде одной или нескольких лент расположены спирально. Спирогира размножается вегетативно — разрывом нити. Для них характерно и половое размножение — слияние целых клеток.

Другой представитель многоклеточных нитевидных водорослей — улотрикс. Он растет на дне проточных вод, закрепившись на субстрате. В отличие от спирогиры его зеленые хроматофоры имеют форму широкого браслета. При бесполом размножении улотрикс образует жгутиковые зооспоры. При половом размножении происходит слияние гамет с образованием зиготы. После деления из зиготы образуются безжгутиковые споры, которые дают начало новым водорослям (рис.5).

Водоросли — низшие растения, их тело — таллом, или слоевище, не разделяется на ткани и органы. Они размножаются вегетативно (кусочками тела), бесполым (спорами со жгутиками) и половым (гаметами) путями.

Все водоросли содержат хлорофилл в хроматофоре. В систематике выделяют бурые, красные, диатомовые и зеленые водоросли. К одноклеточным зеленым относится хлорелла (только бесполое размножение), хламидомонада (чашеобразный хроматофор).

Многоклеточные — спирогира (спиральный хроматофор, не прикреплен), улотрикс (прикреплен ко дну ризоидами, хроматофор в виде широкого браслета).

Морские красные и бурые водоросли. Значение водорослей.

Источник