Низшие растения – водоросли. Общая характеристика, размножение, классификация, значение для человека.
— это группа хлорофиллоносных споровых растений, живущих в воде или во влажной среде, тело которых не дифференцировано на органы и ткани.
1. Тело представлено слоевищем (талломом). Лишено типичных органов и тканей.
2. Могут быть одноклеточные колониальные и многоклеточные формы
3. Отделы различаются набором пигментов, запасных питательных веществ, строением пластид и митохондрий, клеточной оболочкой.
4. Экологические группы: водные (планктонные и бентосные) и наземные (почвенные, водоросли снега и льда).
Большинство водорослей живут в пресноводных водоемах и морях; различают две большие экологические группы: планктонные и бентосные. Водоросли, входящие в планктон, составляют его фототрофную часть, называемую фитопланктоном. Фитопланктон производит основную массу органических веществ, за счет которых через цепи питания существует весь остальной живой мир воды. К бентосным водорослям относят макроорганизмы, прикрепленные к донному субстрату. Они служат в основном кормом для рыб и млекопитающих. Однако существуют многочисленные экологические группы водорослей: наземные (на камнях, скалах), почвенные, водоросли снега, льда и т.п. К микроскопическим водорослям льда и снега относится одноклеточная водоросль хламидомонада снежная, вызывающая покраснение снега («красный снег»).
Размножение
Для водорослей характерно вегетативное, бесполое и половое размножение.
Пример вегетативного размножения — фрагментация, т.е. разрыв на отдельные участки таллома. Бесполое размножение осуществляется с помощью подвижных спор, снабженных ундулиподиями, — зооспор, или с помощью апланоспор — неподвижных клеток, лишенных ундулиподиев. При половом размножении происходит слияние, или копуляция, двух половых клеток — гамет, образующихся в специальных материнских клетках — гаметангиях. У водорослей встречаются хологамия, гетерогамия, изогамия и оогамия, относящиеся к классу сцеплянок, или конъюгат. У некоторых зеленых водорослей наблюдается половой процесс — конъюгация, при которой сливается содержимое двух недифференцированных вегетативных клеток, выполняющих функции гамет.
У водорослей впервые в цикле развития возникло чередование полового (гаплоидного) и бесполого (диплоидного) поколений.
Взрослая особь хламидомонады гаплоидна; ей свойственны два типа размножения: бесполое и половое.
Вегетативное – частью таломма.
Бесполое — зооспорами.
Половое – оогамии (чередование n и 2n ядерных фаз)
Зооспорангии находятся на листовой пластинки. Из них, в результате мейоза, образуются зооспоры. Зооспоры, попадая в почву, прорастают в заростки (гаметофит) — микроскопические образования, формирующие гаметы. На одних заростках образуются оогонии с яйцеклеткой, на других антеридий со сперматозоидами. Вышедшая из оогония яйцеклетка оплодотворяется сперматозоидами с образование диплоидной зиготы, которая сразу прорастает во взрослую особь (спорофит).
Значение: сырье для получения агар-агара, альгинаты (вещество, широко используемые при приготовлении консервов, красящих и клеющих веществ), кровозаменитель, добавка к кормах сх животных, сырье для получения йода и брома, слабительное.
47.Общая характеристика подцарства высших растений,особенности строения и размножения,происхождение и эволюция.
Растения — сложные многоклеточные автотрофные организмы, приспособленные к жизни главным образом в наземной среде. В процессе эволюции с выходом растений на сушу произошли изменения в их морфологическом строении. Так, вместо таллома низших растений у высших тело дифференцировано на органы: побег (стебель и лист), у большинства имеется корень. Именно поэтому растения называют еще листостебельньми, или побеговыми (Cormophyta, или Cormobionta). Произошли изменения и во внутреннем строении. Они связаны с возникновением тканей, выполняющих специализированные функции: покровные, проводящие, механические и др. В проводящей системе появляются сосуды и трахеиды, в связи с чем высшие растения получают название сосудистых. Из зиготы у высших растений формируется многоклеточный зародыш, благодаря которому они получают еще одно название — зародышевые (Embryobionta).
В цикле развития происходит закономерное чередование двух поколений: полового — гаметофит (n) и бесполого — спорофит (2n). На гаметофите образуются мужские (антеридии) и женские (архегонии) половые органы. Внутри архегония, после полового процесса, происходит деление зиготы. На ранних этапах развития зародыш находится под защитой гаметофита и его питание полностью зависит от последнего. Спорофит у подавляющего большинства расчленен на побеги (стебли и листья) и корни.
Более примитивные высшие растения (моховидные, плауновидные, хвощевидные, папоротниковидные), несмотря на выход на сушу, еще сохраняют связь с водной средой. Так, половой процесс неразрывно связан с водной средой, поскольку без нее невозможно передвижение сперматозоидов; кроме того, для существования гаметофитов необходима влажность субстрата и атмосферы.
В процессе эволюции семенные растения как наиболее приспособленные к наземному образу жизни утратили зависимость размножения от капельно-жидкой среды, и морфологическая эволюция высших растений пошла по пути совершенствования спорофита. Известны 9 отделов высших растений:
1) Риниофиты (Rhiniophyta);
2) Зостерофиллофиты (Zosterophyllophyta);
3) Моховидные (Bryophyta);
4) Плауновидные (Lycopodiophyta);
5) Псилотовидные (Psylotophyta);
6) Хвощевидные (Equisetophyta);
7) Папоротниковидные (Polypodiophyta);
8) Голосеменные (Pinophyta);
9) Покрытосеменные (Magnoliophyta).
Высшие растения подразделяют на две неравные по величине и значению группы: высшие споровые и семенные растения. Высшие споровые были первыми сосудистыми растениями, заселившими сушу. От них в процессе эволюции произошли семенные растения.
Высшие споровые растения размножаются спорами, а процессы полового и бесполого размножения закономерно сочетаются в жизненном цикле. Бесполое размножение осуществляется с помощью спор, образующихся в результате мейоза в спорангиях, расположенных на спорофите. Половое размножение — путем слияния гамет: сперматозоидов, созревающих в антеридиях, и яйцеклеток — в архегониях, расположенных на гаметофитах.
Семеннымрастениям, голосеменным (см. гл. 6) и покрытосеменным (см. гл. 7), свойственно наличие нового органа размножения — семени с зародышем.
Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:
Источник
Строение водорослей
Водоросли относятся к низшим растениям, наиболее примитивным: у них отсутствует разделение организма на стебель, корень и листья. Спешу заметить, что термин «низшие растения» — отжившее понятие, использовавшееся в ботанике до второй половины XX века.
Современная биология не считает дифференциацию тканей определяющим различием, сейчас существенным считают фундаментальные различия в строение клеток, обмене веществ. Тем не менее, во многих устаревших пособиях этот термин используется, и я обязан предупредить вас о нем.
Наука о водорослях называется альгология (от лат. alga — морская трава, водоросль и греч. λόγος — учение).
Среди водорослей есть одноклеточные и многоклеточные, некоторые водоросли достигают в длину 100-200 метров. Способ питания водорослей автотрофный: они синтезируют органические вещества в процессе фотосинтеза. Солнечный свет, проходя через толщу воды, рассеивается, что делает фотосинтез с увеличением глубины все труднее и труднее. Поэтому кроме хлорофилла они часто имеют и другие пигменты.
Клетки водорослей характеризуются наличием клеточной стенки (из целлюлозы и гликопротеинов — от греч. glykys сладкий (углеводы) + греч. prōtos — первый, важнейший (белок)) Органоиды располагаются в цитоплазме (син. — внеядерной протоплазме), где также располагается(-ются) один или несколько хроматофоров. Размножение происходит бесполым, вегетативным или половым путем.
Тело водорослей представлено слоевищем (син. — талломом) — недифференцированным скоплением клеток. С помощью ризоидов (от др.-греч. ῥίζα — корень и εἶδος — вид) водоросли прикрепляются к субстрату (камням, коралловым полипам), функцию всасывания ризоиды не выполняют. У водорослей отсутствуют настоящие ткани, механических тканей нет, так как таллом водоросли поддерживается (парит) в толще воды. Нет проводящих тканей: каждая клетка имеет доступ к воде напрямую, так что в клетку из окружающей воды поступает кислород, а в воду удаляется углекислый газ.
Хроматофор (от греч. chroma — цвет и phoros — несущий) — органелла в клетке водоросли, аналогичная хлоропласту и осуществляющая фотосинтез. Отличается от хлоропласта упрощенным строением, меньшим размером и иным составом хлорофилла. Внешне отличаются между собой по форме, хроматофор может быть: чашевидный, спиралевидный, в виде незамкнутых колец, цилиндрические, лентовидные, дисковидные. В хроматофорах находятся пигменты, которые придают окраску растению.
Система вакуолей в клетках водорослей развита отлично, в подвижных клетках водорослей можно обнаружить пульсирующие (сократительные) вакуоли. Их основная функция — поддержание постоянного осмотического давления внутри клетки. Вообразите: в глубине пресного водоема (не моря — в море концентрация солей выше) находится клетка водоросли, в которую постоянно поступает много воды. Если бы не было таких сократительных вакуолей, то клетка просто лопнула бы, но их работа обеспечивает удаление избытка воды.
Также у многих подвижных водорослей в клетках присутствует светочувствительный глазок (стигма), что обуславливает их чувствительность к свету — фототаксис. Подвижные водоросли стремятся занять как можно более освещенное место, чтобы активно шел процесс фотосинтеза.
Жизненный цикл водорослей
Жизненные циклы водорослей разнообразны, обусловлены рядом экологических факторов. Мы разберем жизненный цикл на примере зеленой водоросли ульвы (морского салата).
Для начала отметим, что в целом жизненный цикл водорослей представляет собой чередование двух фаз: гаплоидной (гаметофита) и диплоидной (спорофита). Гаплоидной фазой называется фаза, при которой клеточные ядра содержат непарный (половинный) набор хромосом. К гаплоидной фазе всегда принадлежат гаметы: сперматозоиды, спермии (отличающиеся от сперматозоидов отсутствием жгутика), яйцеклетки.
При слиянии двух гамет: яйцеклетки (n) и спермия (n) образуется зигота (2n) из которой развивается спорофит (2n), таким образом, в спорофите восстанавливается диплоидный набор хромосом. В зооспорангии на спорофите в результате мейоза образуются зооспоры (n), которые делятся митозом, порастают и образуют мужские и женские гаметофиты (n). Клетки гаметофитов делятся митозом, образуются гаметы (n), которые сливаются в зиготу (2n), цикл замыкается.
Типы половых процессов
- Изогамия — копулирующие элементы (гаметы) не отличаются друг от друга, подвижны
- Анизогамия — от греч. anisos неравный и gamos брак (гетерогамия) — при таком типе копулирующие элементы различаются по размерам, форме, величине, поведению
- Оогамия — от др. греч. ᾠόν яйцо и γάμος брак — копулирующие элементы резко отличаются друг от друга: крупная женская гамета без жгутиков обычно с мужской мелкой подвижной гаметой. Допустимо считать оогамию в некотором смысле подтипом анизогамии.
Особо стоит выделить тип полового процесса — конъюгацию. Конъюгация отличается тем, что сливаются не гаметы, а обычные вегетативные клетки, лишенные жгутиков. Клетки соединяются друг с другом с помощью боковых выростов, формируется копуляционный (конъюгационный) канал, по которому содержимое из одной клетки перетекает в другую — образуется зигоспора. В дальнейшем из зигоспоры развивается новая водоросль.
Отметим, что зооспора представляет собой подвижную клетку, которая способна двигаться в воде с помощью жгутиков. Образуется она в зооспорангии. Зооспора участвует в бесполом размножении у многих водорослей и простейших грибов. У некоторых водорослей имеются апланоспоры (гр. aplanes неподвижный + spora семя) — неподвижные безжгутиковые споры. Зооспоры и апланоспоры выходят в окружающую среду, разрывая стенки спорангия, в котором они находятся.
Значение водорослей
В Мировом океане водоросли составляют основную часть биомассы. Именно они являются главными продуцентами (производителями) органического вещества, преобразуя в ходе фотосинтеза энергию солнечного света в энергию химических связей. Значение водорослей для человека трудно переоценить: содержащиеся в них вещества необходимы для нормального роста и развития животных и человека (к примеру, морская капуста (ламинария) отличается большим содержанием йода.)
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2023
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Источник