Сифональный таллом


Структура водорослей

Водоросли представляют собой сборную группу преимущественно водных организмов. Характерной особенностью всех водорослей является то, что их тело не расчленено на вегетативные органы (корень, стебель, лист), а представлено талломом, или слоевищем. По этой причине их называют талломными, или слоевищными организмами. В отличие от высших растений у них обычно отсутствуют ткани, а органы полового размножения, как правило, одноклеточные. Общим для водорослей является их способность к автотрофному способу питания благодаря наличию фотосинтезирующего аппарата. Вместе с тем у некоторых водорослей наряду с автотрофным питанием существует и гетеротрофное.

Известно более 40000 видов водорослей, которые объединяются в 11 отделов: диатомовые – около 20000 видов, зеленые – 13 – 20000, красные – около 4000, синезеленые – около 2000, бурые – около 1000, динофитовые и криптофитовые – более 1000, желтозеленые, золотистые, харовые – свыше 300 в каждом отделе, эвгленовые – около 840 видов. По данным известного белорусского альголога Т.М. Михеевой (1999) в Беларуси установлено 1832 вида водорослей, а вместе с внутривидовыми таксонами – 2338 представителей. Обнаруженные виды принадлежат к 363 родам 134 семействам из 10 отделов. При этом 21 вид водорослей занесен в Красную книгу Республики Беларусь.

Водоросли всех отделов в процессе эволюции развивались в основном независимо друг от друга; от них, вероятно, происходят наземные хлорофиллоносные растения.

Структура водорослей. Водоросли в пределах слоевищного типа строения отличаются исключительным морфологическим разнообразием. Их тело может быть одноклеточным, колониальным, многоклеточным. Их размеры в пределах каждой из этих форм отличаются огромным диапазоном – от микроскопических (1мкм) до гигантских (есть виды, достигающие нескольких десятков метров). С учетом большого морфологического разнообразия вегетативного тела водоросли по структуре можно разделить на несколько категорий, образующих главнейшие ступени морфологической эволюции.

Монадная (жгутиковая) структура свойственна одноклеточным и колониальным организмам и характеризуется наличием у них клеток одного, двух или нескольких жгутиков, обусловливающих активное движение в воде. Эта структура преобладает у динофитовых и криптофитовых, золотистых и эвгленовых водорослей. У более высокоорганизованных водорослей монадное строение имеют клетки, служащие для бесполого (зооспоры) или полового (гаметы) размножения.

Амебоидная (ризоподиальная) структура характеризуется отсутствием постоянной формы клетки, плотной оболочки и жгутиков. Передвигаются эти водоросли, как и амебы, с помощью псевдоподий, которые сохранились у динофитовых, золотистых и желтозеленых водорослей.

Пальмеллоидная (гемимонадная или капсальная) структура представляет собой соединение множества неподвижных клеток, погруженных в общую слизь, но не имеющих плазматических связей. Возникновение такого типа структуры было важным этапом на пути морфологической эволюции водорослей в направлении от подвижных монадных к типично растительным неподвижным формам. Пальмеллоидная структура широко представлена у зеленых, желтозеленых и золотистых водорослей; в других отделах она встречается реже  или вообще отсутствует.

Коккоидная структура характеризуется неподвижными клетками различной формы и размеров, с плотной клеточной стенкой, одиночными или соединенными в колонии (ценобии). Такая структура встречается почти во всех отделах (за исключением эвгленовых) водорослей, а у диатомовых она является единственной; у других представителей наблюдается в циклах развития (апланоспоры, акинеты, тетраспоры и др.).

Нитчатая (трихальная) структура в мире водорослей является простейшей формой многоклеточного слоевища и представляет собой соединение неподвижных клеток в нити, между которыми осуществляется физиологическое взаимодействие с помощью плазмодесм. Нити могут быть простыми и ветвящимися, свободноживущими, прикрепленными и объединенными чаще всего в слизистые колонии. Нитчатая структура представлена среди зеленых, золотистых, желтозеленых, красных водорослей.

Разнонитчатая (гетеротрихальная) структура является более сложным вариантом нитчатого строения, для которого характерны две системы нитей: стелющиеся по субстрату и отходящих от них вертикально. Гетеротрихальная структура свойственна многим синезеленым, зеленым, харовым, золотистым, желтозеленым, красным и бурым водорослям и может быть постоянной или временной формой.

Псевдопаренхиматозная (ложнотканевая) структура характеризуется образованием крупных объемных слоевищ в результате срастания нитей разнонитчатого слоевища, иногда сопровождаемого дифференциацией «тканей». Поскольку последние по способу образования отличаются от настоящих их называют ложными тканями. Встречается у некоторых красных водорослей.

Паренхиматозная (тканевая) структура характеризуется многоклеточными слоевищами в форме пластинок, состоящих из одного и более слоев клеток. При делении клеток первичных нитей в разных плоскостях могут возникать паренхиматозные слоевища с тканями, выполняющими ассимиляционную, проводящую, запасающую функции. Тканевая структура представлена у бурых, красных и зеленых водорослей.

Сифональная (сифоновая) структура – слоевище, часто крупных размеров и сложной морфологической дифференцировки, без клеточных перегородок и обычно с множеством ядер. Сифональный тип организации представлен у некоторых зеленых и желтозеленых водорослей.

Сифонокладальная структура встречается у некоторых нитчатых зеленых водорослей, для которых свойственно сегрегационное деление многоядерных клеток: протопласт распадается на окруженные мембраной округлые части, дающие начало новым сегментам таллома.

Строение клетки. Организация клетки большинства водорослей (кроме синезеленых) мало отличается от организации типичных клеток высших растений, однако имеет и свои особенности.

Клетка большинства водорослей одета постоянной клеточной оболочкой, имеет двухфазную систему, состоит из аморфного матрикса, гемицеллюлозы или пектиновых веществ, в которые погружены волокнистые скелетные элементы — микрофибриллы. У многих водорослей откладываются добавочные компоненты: карбонат кальция (харовые, ацетобулярия, падина), альгиновая кислота (бурые), железо (красные). У некоторых видов зеленых, красных и бурых водорослей имеется кутикула в виде наружного слоя, одевающего нити (эдогониум, кладофора).

У диатомей матрикс оболочки, состоящий из пектиновых веществ, содержит в качестве скелетного вещества не целлюлозу, а кремний. Лишь немногие водоросли являются голыми, чаще они покрыты пелликулой — плотным эластичным белковым слоем (эвгленовые) или перипластом — многослойным более плотным покровом с порами (динофитовые) и способны изменять форму своего тела. Оболочки некоторых водорослей образуют теки — многокомпонентные сложные системы под плазмалеммой с трихоцистами и порами (у перидиней), или домики, в которых лежит протопласт.

В жизни растительной клетки важную роль играет наличие в оболочке сначала пектиновой, а затем целлюлозной фракций, обеспечивающих опорную и защитную функции, а также способность к проницаемости и росту. Клеточная оболочка бывает цельной или состоит из двух и более частей, пронизана порами, может нести различные выросты. Под оболочкой находится протопласт, включающий цитоплазму и ядро.

Водоросли — единственная группа, где имеются все три типа клеточной организации: прокариотическая (синезеленые водоросли, где ядер нет, их роль выполняет нуклеоид); мезокариотическая (динофитовые, есть ядро, но примитивное) и эукариотическая (водоросли остальных отделов – настоящие ядерные организмы).

Цитоплазма у большинства водорослей расположена тонким постенным слоем, окружая большую центральную вакуоль с клеточным соком. Вакуоль отсутствует в клетках синезеленых водорослей и монадных (у пресноводных монадных форм отмечены пульсирующие вакуоли). В цитоплазме эукариотных водорослей хорошо различимы элементы эндоплазматической сети, рибосомы, митохондрии, аппарат Гольджи, хроматофоры, клеточные ядра; имеются также лизосомы, пероксисомы, сферосомы.

В клетках водорослей (за исключением синезеленых) из органелл особенно заметны хроматофоры (хлоропласты), которые в отличие от хлоропластов высших растений разнообразны по форме, окраске, числу, строению и местоположению в клетке. Они могут быть чашевидными (хламидомонада), спиральными (спирогира), пластинчатыми (пеннатные диатомеи), цилиндрическими (эдогониум). У многих водорослей хроматофоры многочисленны и имеют вид зерен или дисков, расположенных в постенной цитоплазме (зеленые с сифоновой организацией, бурые, красные). Хроматофоры окружены оболочкой, состоят из стромы, пластинчатых структур, которые напоминают уплощенные мешочки и называются тилакоидами. В них сосредоточены пигменты. Кроме того, в матриксе хроматофора находятся рибосомы, ДНК, РНК, липидные гранулы и особые включения — пиреноиды. Пиреноид является специфическим образованием, присущим всем водорослям (за исключением синезеленых) и небольшой группе мхов.

Установлено, что пиреноиды — не только место скопления запасных веществ, но и зона, в которой или при участии которой наиболее активно осуществляется их синтез. Пиреноид остановился на полпути в своем развитии и не достиг структурного воплощения органеллы. Об этом свидетельствует отсутствие пиреноидов в клетках высших растений.

Однако в деталях тонкого строения, касающихся оболочки, расположения тилакоидов и фибрилл ДНК, формы пиреноидов, места образования и отложения зерен запасных полисахаридов, хроматофоры водорослей обнаруживают достаточно четкие различия, что и позволяет использовать их наряду с набором пигментов, продуктами запаса и строением жгутикового аппарата в качестве таксономических признаков больших групп — отделов водорослей. Так, у зеленых, харовых и красных водорослей оболочка хроматофора образована только двумя параллельными мембранами, у динофитовых и эвгленовых — тремя. Золотистые, желтозеленые, диатомовые и бурые водоросли, одетые четырехмембранной оболочкой, имеют сложную систему мембран, находящуюся в прямой зависимости от мембраны ядра. Расположение тилакоидов в матриксе хроматофора неодинаково в разных отделах водорослей, при этом их хроматофоры со сходными пигментами характеризуются и сходным расположением тилакоидов. Наиболее простое их расположение наблюдается у красных водорослей, у которых тилакоиды лежат в матриксе поодиночке. У остальных эукариотных водорослей тилакоиды группируются, образуя ламеллы, причем число тилакоидов, входящих в состав одной ламеллы, в пределах больших групп, объединяющих родственные водоросли, постоянно. Есть водоросли  (криптофитовые), у которых тилакоиды соединяются по два. У золотистых, желтозеленых, диатомовых, бурых, динофитовых и эвгленовых водорослей они располагаются преимущественно по три. У зеленых, харовых и эвгленовых число тилакоидов может достигать 20; в таких случаях стопки тилакоидов столь тесно прижаты друг к другу, что пространство между соседними тилакоидами исчезает, и тогда эти стопки называют гранами.

В матриксе хроматофора между ламеллами и вокруг пиреноида у зеленых и харовых водорослей откладывается крахмал, а у всех остальных — хризоламинарин, ламинарин, крахмал динофитовых и криптофитовых водорослей, парамилон и багрянковый крахмал вне хроматофора, в цитоплазме.

У монадных форм имеется красный глазок, или стигма, состоящая из пигментонесущих глобул, расположенных плотными рядами, и жгутики, с помощью которых водоросли передвигаются.

Жгутики имеют сложное строение, прикрепляются к особому базальному телу. У некоторых неподвижных форм около ядра отмечены центриоли, по форме и структуре схожие с базальными телами. В процессе эволюции водорослей жгутиковый аппарат постоянно редуцировался, водоросли становились неподвижными, центриоли в клетках исчезали. Шел интенсивный формообразовательный процесс, создавался такой тип клеточной организации, который позволил растениям перейти к наземному образу жизни.



Водоросли(Algae) – обширная и неоднородная группа низших растений.

Сифональный тип структуры

Водоросли – самые многочисленные и одни из самых важных для планеты фотосинтезирующих организмов. Они встречаются повсюду: в морях и океанах, в пресных водоёмах, на влажной почве и на коре деревьев.

Среди водорослей встречаются одноклеточные, многоклеточные и колониальные организмы. Клетки некоторых водорослей содержат много ядер, другие не содержат межклеточных перегородок. Клеточные оболочки состоят, как правило, из целлюлозы. Клетки (похожие на растительные) могут соединяться торцами, образуя цепочки или нити, иногда ветвистые.

Проводящая система и корни отсутствуют; неподвижные формы прикрепляются ко дну разветвлёнными выростами – ризоидами. Размеры водорослей изменяются от микроскопических (микрометры) до гигантских (десятки метров).

 

Строение многоклеточных водорослей.

Слева клетка нитчатой спирогиры, справа – фукус пузырчатый

 

Многие одиночные и колониальные водоросли способны к движению.

Некоторые из водорослей для передвижения используют 1 или 2 жгутика. Другие ползают, как амёбы, то сжимая, то растягивая части своего тела. Движение третьих обусловлено токами воды, создаваемыми цитоплазмой.

Водоросли по способу питания являются автотрофами и содержат зелёный пигмент хлорофилл. Однако водоросли бывают не только зелёного цвета: среди них можно найти экземпляры бурых, красных, жёлтых и многих других тонов. Пигмент находится в клетке водоросли в специальной органелле ленточной или звёздчатой формы, называемой хроматофором.

 

Строение одноклеточных водорослей.

Слева эвглена зелёная, справа – хламидомонада

 

 

Водоросли не образуют цветков и семян; большинство из них размножаются спорами. Споры и гаметы образуются либо в обычных клетках, либо в специальных органах – гаметангиях (мужские – в антеридиях, женские в оогониях или архегониях); у некоторых из них споры и гаметы обладают жгутиками.

Половые процессы самые разнообразные: это изогамия (мужская и женская гаметы одинаковы), анизогамия (обе гаметы подвижны, но различаются по размерам) либо оогамия (женская гамета неподвижна и значительно крупнее, чем мужская). Зигота развивается сразу или после некоторого периода покоя. У примитивных водорослей и споры, и гаметы даёт одна и та же особь; у более высокоразвитых функции полового и бесполого размножения выполняют разные особи – спорофиты и гаметофиты.

Последние могут прорастать одновременно и в одинаковых условиях, в разных местах либо в разные сезоны. У высших водорослей происходит чередование поколений; при этом либо гаметофит прорастает на спорофите, либо наоборот. Помимо этого распространено бесполое размножение – делением надвое (одноклеточные водоросли), либо вегетативно – частями слоевища или почками.

Изучение эволюции низших растений затруднено отсутствием твердых частей у большинства из них.

Ископаемые формы основных групп водорослей известны с палеозоя. Косвенное доказательство их существования – наличие морских животных, которые должны были питаться органикой. Крупных колебаний численности и видового разнообразия у водорослей, по-видимому, не было.

 

Это не пожар и не выброс нефти – океан недалеко от Калифорнии фосфоресцирует из-за огромного скопления микроскопических жгутиконосцев ночесветок

 

Своеобразный «остров» из бурых водорослей в Саргассовом море

 

Водоросли – преимущественно водные существа, обитающие как в морской, так и в пресной воде.

Мелкие свободноплавающие водоросли входят в состав планктона; другие прикрепляются ко дну, иногда образуя целые заросли. Большинство из них обитает на глубине до 40 м; при хорошей прозрачности воды их можно встретить и на глубине до 200 м. В стоячих водоёмах, хорошо прогреваемых солнцем, наблюдается цветение воды.

Водоросли живут в почве, на деревьях и скалах. Некоторые зелёные водоросли симбиотируют с грибами, образуя лишайники.

Водоросли – главный источник органики на Земле (более 80 % от общей биомассы, создающейся в год); с них начинаются практически все водные экологические цепи.

Они выделяют в атмосферу более половины всего количества кислорода, освобождаемого растениями в год. Водоросли – основная пища для многих морских животных; некоторые употребляются в пищу человеком. В прибрежных районах водоросли идут на удобрения и корм скоту.

Лекция добавлена 27.02.2013 в 17:34:12

Типы морфологической структуры таллома.

2. Водоросли. Общая характеристика. Типы организации таллома. Экологические группировки.

Одноклеточные формы – монадный, амебоидный (ризоподиальный), коккоидный, пальмеллоидный (капсальный) типы структуры таллома.

Можно различить несколько хорошо обособленных типов морфологической структуры таллома водорослей. Это главные ступени морфологической дифференциации таллома водорослей при эволюции. Эти ступени повторяются в разных отделах водорослей, что отражает параллелизм эволюции этих групп. До широкого использования данных об ультраструктуре клетки, данных молекулярной биологии разные уровни организации талломов одного отдела служили основным признаком их классов.

Выделены следующие типы морфологической структуры талломов; Монадная.

Ризоподиальная (или амебоидная). Коккоидная. Пальмеллоидная (или капсальная). Нитчатая. Разнонитчатая (или гетеротрихальная). Пластинчатая. Сифонокладальная. Харофитная. Сифональная (или сифоновая).

Одноклеточные формы: Монадная структура свойственна одноклеточным организмам.

Она характеризуется подвижностью с помощью жгутиков. Эту организацию имеют низшие эволюционные звенья многих отделов водорослей. У вышеорганизованных водорослей монадную форму имеют лишь специализированные клетки, служащие для размножения.

Монадная структура свойственна представителям криптофитовых, динофитовых, золотистых, желто-зеленых, эвгленовых и зеленых водорослей. Причем, у эвгленовых, золотистых, криптофитовых и динофитовых она преобладающая.

Ризоподиальная (или амебоидная) структура свойственна одноклеточным организмам (слайд) характеризуется отсутствием твердых оболочек и развитием выростов – псевдоподиев, при помощи которых клетки способны передвигаться.

Часто псевдоподии бывают очень длинными и тонкими. Тогда их называют ризоподиями (отсюда и название этого типа организации). Иногда клетки подобного типа соединяются своими ризоподиями, либо формируют плазмодии. Плазмодий – крупное многоядерное вегетативное тело. Амебоидная структура присуща ряду представителей динофитовых, золотистых и желто-зеленых водорослей.

Коккоидная организация представлена неподвижными, окруженными оболочками клетками.

Клетки бывают одиночные, либо они объединены в колонии и ценобии (см. ниже). Коккоидная форма – одна из наиболее распространенных, свойственна всем отделам, а у диатомовых она является единственной.

Пальмеллоидная – Этот тип организации представлен неподвижными клетками, погруженными в общую слизь. О пальмеллоидной структуре говорят тогда, когда водоросль большую часть жизненного цикла имеет такую форму.

Если же водоросли временно образуют подобные слизистые тела, то говорят о пальмеллевидном состоянии. Пальмеллоидный тип структуры таллома распространен у зеленых, желто-зеленых, золотистых водорослей.

Это четыре типа одноклеточных форм водорослей. На основе монадного, амебоидного и коккоидного типов формируются разнообразные колонии, в том числе пальмеллоидный тип морфологической структуры.

Клетки в колониях объединены только механически и прямой связи цитоплазмы между отдельными клетками нет.

Если количество клеток колонии определяется на ранних стадиях развития и является постоянным до следующей репродуктивной фазы их называют ценобиями. Ценобий – колония, в которой количество клеток определяется на ранних стадиях развития и не меняется до следующей репродуктивной фазы.

Дата добавления: 2016-05-30; просмотров: 3548;

Похожие статьи:

Таллом

Для обозначения различных типов многоядерных тел низших растений (водорослей, лишайников и грибов) используют такой ботанический термин, как таллом (от греч. thallos — зеленая ветка), или слоевище. Главной особенностью таллома является то, что у него отсутствует расчленение на стебель, корень и листья, хотя по внешнему виду таллом часто очень похож на тело высших сосудистых растений.

Слоевище может быть одноклеточное, многоклеточное или не дифференцированное на отдельные клетки (многоядерное). Наиболее сложное строение имеет таллом у бурых и харовых водорослей, а также у некоторых видов лишайников.

У водорослей талломы отличаются большим разноообразием.

В альгологии выделяют несколько разновидностей морфологической дифференциации таллома. Но в большинстве случаев четко разграничить данные формы не представляется возможным, так как есть множество переходных типов.

Типы талломов

Таллом монадного, или жгутикового, типа представляет собой отдельные клетки, характеризующиеся стабильной формой, активно передвигающиеся в воде посредством движения жгутиков и объединяющиеся в колонии.

Практически у всех клеток монадных талломов имеются характерные органеллы – пищеварительные и сократительные вакуоли, глотка, центриоли, стигма. Монадная структура присуща ряду многоклеточных водорослей на определенной стадии развития (зооспоры, гаметы).

Реже встречается амебоидный, или ризоподиальный, тип таллома.

Амебоидные клетки могут быть одиночними либо формировать колонии.

Структура водорослей

Они обладают способностью к амебоидному движению.

Гемимонадный таллом характерен для зеленых, охрофитовых водорослей. В его составе имеются клетки монадного типа, но лишенные жгутиков и ведущие неподвижный образ жизни.

Колонии представлены такими клетками, окутанными слизистыми выделениями.

Таллом из коккоидных клеток часто встречается у разных систематических групп водорослей. Такие клетки неподвижны, покрыты плотными оболочками, без жгутиков.

Сарциноидный тип таллома представляет собой переходную форму между одноклеточными и многоклеточными водоростями.

Такие клетки могут делиться в трех проекциях и за счет этого формировать огромные скопления. Существуют как одиночные, так и колониальные формы данного типа.Нитчатые талломы – многоклеточные структуры, деление клеток которых происходит в одной плоскости.

Вследствие этого появляються нити толщиной в один, реже несколько рядов клеток. Нити образуются как простые, так и разветвленные. Обычно клетки, составляющие нити, делятся путем образования поперечных перегородок, благодаря чему обеспечивается постоянный рост таллома в длину. Такой тип слоевища присущ зеленым, красным водоростям, цианобактериям.

Разнонитчатый таллом втречается у зеленых и красных водорослей. Для этого типа характерно наличие нескольких систем нитей, которые морфологически отличаются и выполняют разные функции, например, нити, стелющиеся по дну и отходящие вертикально вверх. 

Псевдопаренхиматозный таллом (ложнотканевой) выглядит как объемное слоевище, появляющееся при срастании нитей.

Характерен для красных и охрофитовых водорослей, реже встречается у зеленых.

Паренхиматозный, или тканевой, или пластинчатый таллом является продуктом деления клеток в разных направлениях. Появляются крупные или пластинчатые листовидные пластинки, в которых различают ткани, приспособленные для выполнения разных функций. Паренхиматозные слоевища – характерный признак бурых водорослей, иногда встречаются у зеленых и красных водорослей.

Сифоновый таллом представляет собой многоядерную структуру неклеточного строения.

Рост такого слоевища продолжается до достижения макроскопических размеров. Наблюдается внешняя расчлененность. При повреждении этого таллома и в процессе размножения возникают перегородки.

Зеленые и желто-зеленые водоросли имеют сифоновые слоевища.

У зеленых водорослей могут быть сифонокладальные слоевища, образованные из первичных сифональных. Они состоят из множества многоядерных элементов.

Похожие материалы:

1. Водоросли
2.

Зеленые водоросли
3. Бурые водоросли
4. Красные водоросли
5. Диатомовые водоросли

Вам также может понравиться

Об авторе admin

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *