Какая водоросль размножается только бесполым способом

Как водоросли размножаются? Виды размножения водорослей

Практически в каждом водоёме на всей поверхности земного шара можно встретить такой уникальный организм, напоминающий по своему составу растение, как водоросль.

Что такое водоросли

Водоросли – это особая группа одноклеточных или многоклеточных организмов, обитающих преимущественно в водной среде. Это довольно обширная группа низших растений. Среда обитания их настолько велика, что найти можно везде, как в океанах, так и в морях, озёрах, реках, прочих водоёмах, на влажной почве и даже коре деревьев.

Водоросли — это, как одноклеточные простейшие организмы, так и многоклеточные колониальные. Оболочки многоклеточных водорослей состоят из целлюлозы, которые присоединяются друг другу с торца.

Корневая система у них отсутствует. Вместо этого, водоросли прикрепляются к поверхности при помощи специальных отростков – ризоидов.

Водоросли – это главный источник органики на всей Земле. Практически все пищевые цепи начинаются именно с них. Более того, они служат источником питания для многих обитателей водной среды.

Также водоросли пригодны для изготовления удобрений, корма для животных, ну и, конечно же, могут употребляться в пищу человеком.

Происхождение водорослей

До сих пор нет единого мнения о происхождении водорослей и их точном возрасте из-за того, что этот вид организмов представлен большим разнообразием. Более того, не сохранилось ни единого примера ископаемых образцов и невозможно установить, какие этапы эволюции этот вид организмов прошёл.

Биологи всего мира убеждены в том, что ни одно растение в мире не сравнится с целебной силой морских водорослей, так как существует теория о зарождении жизни в море, а значит, именно в них содержится уникальный биологический состав.

Однако существует мнение, что зелёные и жёлтые водоросли появились на Земле около 3 млрд лет назад. Вначале они возникли в виде одноклеточных и лишь потом колониальных. И именно появление этого вида организмов привело к формированию на Земле кислородной атмосферы и озонового слоя, что впоследствии привело к зарождению жизни. Около миллиарда лет назад появились многоклеточные сложные водоросли.

Виды водорослей

Современной биологии известны более 30 тысяч видов водорослей. Однако все их можно объединить в особые группы:

1. Эвгленовые или одноклеточные. Самые маленькие водоросли.
2. Пирофитовые водоросли, мембрана которых состоит из целлюлозы.
3. Диатомеи. Они состоят из клеток с так называемым двойным панцирем.
4. Золотистые водоросли. Здесь возможно встретить как одноклеточные, так и многоклеточные, однако все они пресноводные золотистого или буро-жёлтого цвета.
5. Жёлто-зелёные. Их очень часто объединяют с предыдущей группой.
6. Зелёные. Их можно обнаружить невооружённым глазом, например, на коре деревьев.
7. Харовые водоросли. Это уже многоклеточные водоросли, которые нередко объединяются с зелёными. Высота стебля колеблется от 2,5 см до 10 см.
8. Красные водоросли. Так называются из-за присутствия в их составе особого элемента – фитоэритрина, который и окрашивает их в красный цвет. Обитают эти водоросли преимущественно на большой глубине в морях.
9. Бурые водоросли. Самый совершенный вид. Обитают они на большой глубине и способны создавать заросли, такие, например, как в Саргассовом море. Ризоиды у них плотно прикреплены к поверхности, так что оторвать их практически невозможно.

Распространение водорослей в природе

По способу существования водоросли делятся на две большие группы: это водные и живущие на суше – вне воды.

В свою очередь, водные можно поделить на несколько категорий:

1. Планктонные. Находятся в воде в подвешенном состоянии. При этом абсолютно приспособлены к такому образу жизни.
2. Бентические. Обитают на дне водоёмов.
3. Перифитонные. Обитают на подводных скалах, обрастают глубоководные предметы.
4. Нейстонные. Этот вид водорослей плавает в полупогруженном состоянии. Одна часть находится над поверхностью воды, другая обязательно должна быть погружена в воду.

Водоросли, живущие суше, делятся на две подгруппы:

1. Аэрофитон. Водоросли, которые обрастают наземные предметы, поваленные объекты, пни.
2. Водоросли, растущие на поверхности почвы.

Помимо вышеуказанных видов, встречаются такие, которые живут в солёных водоёмах, на снегу или льду, а также обитают в известняковом субстрате.

Каким образом размножаются водоросли

Давайте разбираться с основным вопросом статьи. В природе водоросли размножаются тремя способами. Каждый из них имеет свои особенности.

1. Водоросли размножаются вегетативно. Это такой способ размножения, при котором взрослая особь делится надвое или, например, происходит отделение почки от материнского тела. Затем вновь образованные клетки делятся на две и четыре клетки, из которых впоследствии вырастает взрослая водоросль.
2. Бесполое размножение. Такой вид, при котором внутри клетки водоросли происходит деление протопласта, с последующим его выходом наружу и отделением от материнской клетки.
3. Водоросли размножаются спорами, которые образуются в специальных органах — спорангиях.
4. Половое размножение. Заключается в слиянии двух клеток, гамет, в результате чего появляется зигота, которая впоследствии вырастает в новую особь или даёт зооспоры. Причём зиготы различных водорослей после своего образования ведут себя по-разному. У одних они впадают в период покоя, который может длиться до нескольких месяцев. А другие же прорастают сразу в новый слой или слоевища.

Примечательно то, что каждый вид водорослей размножается по-разному. Этот вопрос изучает школьная программа. И часто ученики слышат вопрос от учителя: «Как размножаются водоросли? Опишите размножение водорослей.» Ответить на него просто, если изучить материал подробно.

Когда водоросли размножаются бесполым путём. Виды бесполого размножения

Это наиболее простой вариант. Бесполым путём или вегетативно водоросли размножаются преимущественно только в благоприятных для них условиях. Это значит, когда вода в водоёме имеет определённую температуру и условия максимально способствуют бесполому размножению.

Если же в водоёме или окружающей среде происходят резкие перепады температур, загрязнение или переполнение обитателями, в этом случае водоросли приступают к половому размножению.

Бесполое размножение можно поделить на несколько видов:

1. Водоросли размножаются вегетативно – происходит разделение вегетативных клеток.
2. Споруляция. Или по-другому водоросли размножаются с помощью специальных клеток. Эти клетки носят название споры.

Когда водоросли размножаются бесполым путём, существует лишь один родитель, от которого наследуются все существующие геномы. Но в случае мутаций, генетический материал может значительно измениться.

Зачастую один организм может размножаться как бесполым путём, так и вегетативным.

Вегетативное размножение водорослей

Вегетативное размножение характерно в большинстве случаев для бурых водорослей.

При этом способе размножения части водоросли (талломы) отделяются от существующих, без каких-либо изменений, а образованные новые клетки получают в наследство часть материнской оболочки.

Вегетативно могут размножаться как одноклеточные, так и многоклеточные водоросли. Причём у одноклеточных клетка делится на две, а у многоклеточных отделение происходит пластами или целыми слоевищами, колониями. У нитчатых водорослей вегетативный способ размножения происходит путём разделения нитей на их отдельные фрагменты.

При этом не все водоросли из отряда колониальных представителей могут размножаться вегетативно, так же как и у одноклеточных наряду с вегетативным способом размножения может существовать и половой путь.

Бурые водоросли, как уже говорилось выше, размножаются именно этим способом, при помощи специальных выводковых веточек. Аналогичным способом размножаются все виды саргассов в Саргассовом море.

Размножение спорами

Помимо вегетативного размножения водоросли размножаются с помощью спор. Это определённый подвид бесполого размножения.

Споры образуются в специальных органах, так называемых спорангиях или зооспорангиях. При рассеивании спора начинает прорастать и затем образуется новая взрослая самостоятельная особь.

Подвижные споры со жгутиками, способные к передвижению, называют зооспорами.

Вариант бесполого размножения спорами можно рассмотреть на примере такой водоросли, как улотрикс. В благоприятных для нее условиях жизни от существующей материнской нити отделяются её фрагменты, которые содержат споры. Они плавают в свободном состоянии, затем, прикрепившись к подводному предмету, начинают активно делиться и образуют новую нить водоросли. Нужно заметить, что этот вид водоросли может одновременно размножаться как бесполым путём, так и половым.

Замечено, что можно простимулировать образование спор у некоторых видов нитяных водорослей, для этого в среде обитания должно произойти повышение углекислоты.

Функцию бесполого размножения в этом случае выполняют особи под названием спорофиты, то есть образующие споры.

Половой путь размножения

Помимо вышеперечисленных способов водоросли размножаются половым путём. Он характеризуется, прежде всего, оплодотворением, то есть слиянием двух клеток — гамет. После этого образуется зигота, которая впоследствии и становится родоначальницей нового организма.

У водорослей существует несколько способов полового размножения:

1. Изогамия – подразумевает под собой слияние двух одинаковых по размеру и строению гамет.
2. Гетерогамия. Так называют слияние двух гамет, при которой одна больше другой. Причём та, которая больше размером, как правило, женская.
3. Оогамия. При этом способе размножения происходит слияние малоподвижной женской клетки с подвижной мужской гаметой.
4. Конъюгация. Под этим понятием подразумевают такой тип размножения, при котором происходит соединение двух вегетативных клеток, лишённых жгутиков.

У примитивных водорослей одна и та же особь способна как половому, так и бесполому размножению. У наиболее развитых функцию выполняют особи под названием гаметофиты, то есть образующие гаметы.

Примеры размножения водорослей

Примером вегетативного размножения водорослей может послужить фукус. На главном его талломе образуются дополнительные аналогичные по строению талломы, которые впоследствии дают начало новому организму.

Бесполое размножение, то есть деление на две клетки, можно наблюдать у эвглены.

Хламидомонада – это водоросль, размножение которой происходит как половым путём, так и бесполым, при помощи спор (зооспор), имеющих жгутики.

Другим примером полового размножения могут служить бурые водоросли, такие как ламинария. У этого вида встречаются три способа полового размножения, такие как изогамия, геторогамия, оогамия.

Хлорелла – микроскопическая зелёная водоросль. Размножается исключительно бесполым путём, при помощи спор.

Красные водоросли (багрянки) размножаются двумя путями, один из которых половой. Отличительной чертой его является образование мужских гамет без жгутиков. При этом женские гаметы остаются на водоросли, а мужские переносятся к ним при помощи течения.

Значение водорослей в природе

Водоросли – самые многочисленные и важные для всей планеты фотосинтезирующие организмы. Их распространение настолько широко, что встретить их можно не только в морях, океанах, реках, озёрах, но также и в малых водоёмах, в том числе искусственных, и даже лужах. Их можно наблюдать в виде небольших зеленоватых пятен на поверхности практически каждого водоёма. Значение водорослей в природе велико.

Помимо того что они выделяют достаточно большое количество кислорода, они служат местом обитания для многих водных животных, участвуют в формировании плодородного слоя почвы. Многие водоросли употребляются в пищу, а также служат основным источником в добыче особых пищевых компонентов. Также их используют для приготовления различных лекарств и косметических средств.

Водоросли — это уникальные по своему составу и способу размножения организмы. Сочетают они в себе нескольких видов размножения, а точнее: половой, бесполый и вегетативный. Это практически делает их бессмертными. Более того, этот вопрос очень занимательный, ведь не зря учителя биологии по всей стране добиваются от своих учеников ответа на вопрос: «Как размножаются водоросли? Опишите размножение водорослей.»

Источник

Какая водоросль размножается только бесполым способом

Водоросли являются наиболее древней группой растений. Они прошли длительный эволюционный путь, приспосабливаясь к различным сменявшимся условиям на Земле.

Водоросли относятся к низшим растениям, так как не имеют тканей и органов. Тело водорослей называется талломом, или слоевищем. У некоторых водорослей есть ризоиды — нитевидные выросты, в основном предназначенные для прикрепления к субстрату. Могут выполнять функцию всасывания воды и минеральных веществ.

Обитая в водной среде, они поглощают питательные вещества всей поверхностью. Вода поглощает и рассеивает свет, поэтому по мере погружения освещенность падает. Волны красной части спектра практически не проникают на глубину свыше 12 м. А именно в этой области спектра «работает» хлорофилл. Поэтому для лучшего обеспечения фотосинтеза у многих групп водорослей появились дополнительные пигменты, поглощающие свет в синей области спектра. Для каждого отдела водорослей характерен свой набор пигментов, что отражается в их названиях.

отдел зеленые водоросли

Зеленые водоросли не имеют дополнительных пигментов, поэтому их окраску определяет хлорофилл. Именно эта группа водорослей дала начало высшим растениям. Они широко распространены в пресных и морских водах, встречаются также на суше в увлажненных местах: в почве, на коре деревьев, на камнях. Размеры их варьируют от нескольких микрометров до метров. Они представлены различными жизненными формами: одноклеточными, колониальными, нитчатыми и многоклеточными. Представителями одноклеточных водорослей являются хламидомонада и хлорелла.

СТРОЕНИЕ ХЛАМИДОМОНАДЫ

Хламидомонада представляет собой округлую клетку, вытянутую с переднего конца (рис. 1). На этом конце находится пара жгутиков, за счет которых она довольно быстро передвигается. Снаружи клетка покрыта клеточной стенкой. В центре клетки находится гаплоидное ядро (содержит одинарный набор хромосом — n). Единственная крупная пластида, называемая хроматофор, имеет чашевидную форму и располагается по периферии клетки, делая всю ее окрашенной. В клетке имеется обычный набор эукариотических органелл. Кроме того, на переднем конце располагается пара сократительных вакуолей, выводящих из клетки избыток воды.

В условиях неравномерного освещения хламидомонада всегда плывет на свет. Это явление называется положительным фототаксисом. Для его осуществления у хламидомонады есть специальный органоид, видимый как маленькая красная точка в основании жгутиков. Он называется стигма, или глазок.

РАЗМНОЖЕНИЕ И ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ ХЛАМИДОМОНАДЫ

Жизненный цикл хламидомонады идет с чередованием гаплоидной и диплоидной форм (рис. 2). В благоприятных условиях хламидомонада быстро размножается бесполым путем. Достигнув определенных размеров, клетка отбрасывает жгуты и округляется. Происходит, в зависимости от вида, 1, 2 или 3 митотических деления ядра. Под оболочкой материнской клетки образуется 2, 4 или 8 мелких клеток, имеющих пару жгутиков. Оболочка материнской клетки разрывается, и мелкие клетки, называемые зооспорами, выходят в среду. Они растут и превращаются во взрослых хламидомонад.

Рис. 2. Жизненный цикл хламидомонады

В неблагоприятных условиях у хламидомонады начинается половой процесс. Внутри родительских клеток формируются подвижные гаметы, которые выходят в воду. Гаметы, происходящие из разных родительских клеток, соединяются попарно и образуют зиготу. Она покрывается плотной оболочкой и превращается в зигоцисту, способную переживать неблагоприятные условия. При наступлении благоприятных условий в зигоцисте происходит мейоз, и из нее выходят 4 зооспоры, вырастающие во взрослую хламидомонаду.

ХЛОРЕЛЛА

В отличие от хламидомонады, хлорелла не имеет жгутиков и удерживается в верхних слоях воды за счет низкой плотности. Выглядит она как зеленая муть в воде — вода «цветет» (рис. 3).

Размножается она только бесполым путем (рис. 4), а неблагоприятные условия переживает в форме цисты, в которые превращаются обычные клетки. Для хлореллы характерна высокая скорость фотосинтеза, она богата белками и липидами, благодаря чему ее выращивают на корм скоту и применяют для регенерации кислорода в космических аппаратах.

Представителями нитчатых зеленых водорослей являются улотрикс и спирогира.

УЛОТРИКС

Улотрикс растет в прикрепленном состоянии (рис. 5). Нижняя клетка нити, называемая прикрепительной (ризоидальной) клеткой, плотно врастает в поверхность какого-либо подводного предмета, образует толстую клеточную стенку, ее цитоплазма отмирает. Остальные клетки имеют одинаковое строение и способны к делению и фотосинтезу. За счет их деления водоросль растет в длину.

Улотрикс размножается половым и бесполым путем (рис. 6).

Бесполое размножение улотрикса осуществляется с помощью подвижных 4-жгутиковых зооспор. Они образуются путем митотического деления из клеток средней части нити. Прикрепившись к какой-нибудь поверхности, они сбрасывают жгуты и делятся митозом в плоскости, параллельной поверхности. Нижняя клетка превращается в прикрепительную, а верхняя продолжает делиться, образуя нить. Нити улотрикса могут размножаться фрагментацией.

В неблагоприятных условиях улотрикс размножается половым путем. В клетках нити формируются подвижные гаметы. Они, соединяясь попарно, образуют зиготу, которая превращается с зигоцисту, переживающую неблагоприятные условия. В благоприятных условиях в ней происходит мейоз, и образовавшиеся гаплоидные клетки дают начало новым нитям улотрикса.

СПИРОГИРА

Спирогира представляет собой длинные плавающие в толще воды нити, состоящие из крупных клеток (рис. 7). Центр клетки занимает крупная центральная вакуоль, цитоплазма находится в пристенном слое и пронизывает вакуоль отдельными тяжами. Особенность спирогиры: один или несколько лентовидных хроматофоров, закрученных в спираль, и гаплоидное ядро.

Нить растет за счет деления всех клеток.

При фрагментации нити каждый ее кусочек может дать начало новой нити. Так происходит вегетативное размножение спирогиры. Часто в водоемах спирогира образует густые сплетения, похожие на зеленую вату.

Половой процесс — конъюгация — у спирогиры происходит между обычными клетками двух разных нитей (рис. 8).

При сближении нитей между ними образуется конъюгационная трубка. Содержимое одной клетки, принадлежащей к «+»-нити, перетекает в другую, принадлежащую «–»-нити.

Происходит слияние клеток, а затем и ядер. Формируется диплоидная зигота, которая окружается плотной оболочкой — образуется зигоспора. Зигота делится мейозом, образуя 4 гаплоидные клетки.

В дальнейшем 3 из 4 клеток погибают. Оставшаяся прорастает в гаплоидную нить спирогиры.

СИФОНОВЫЕ ВОДОРОСЛИ

Одной из самых древних групп зеленых водорослей являются сифоновые водоросли. У них таллом образован, как правило, одной гигантской клеткой. В цитоплазме кроме одного или нескольких ядер содержится также один или несколько хлоропластов. Многочисленные хлоропласты обладают дисковидной или веретеновидной формой; когда хлоропласт один, он имеет сетчатое строение. Примерами таких водорослей являются каулерпа (рис. 9) и ацетабулярия (рис. 10).

АЦЕТАБУЛЯРИЯ

Нижняя часть одноклеточного слоевища (ризоид) находится в грунте. В ризоиде расположено ядро. Вверх растет ножка, достигающая в длину нескольких сантиметров. На ее конце формируется шляпка. Для размножения по периферии шляпки образуются споры, из которых вырастают новые растения.

отдел Бурые водоросли

С помощью дополнительных пигментов они могут осуществлять фотосинтез на глубине до 30 метров. Они встречаются только в морях и представляют собой крупные растения (до 30 метров в длину), состоящие из диплоидных клеток. Таллом образует ризоиды для прикрепления к субстрату (рис. 11). Многие из них растут в приливно-отливной зоне ( литорале) и во время отлива оказываются на суше. Для защиты от высыхания бурые водоросли образуют много слизистых веществ. Представителями бурых водорослей является фукус (рис. 12) и ламинария (рис. 13). Таллом фукуса содержит многочисленные пузырьки воздуха для увеличения плавучести.

Рис. 11 Рис. 12 Рис. 13

В жизненном цикле бурых водорослей наблюдается чередования гаплоидного гаметофита и диплоидного спорофита с преобладанием спорофита.

Размножаются бурые водоросли половым и бесполым путем. Диплоидные растения посредством мейоза образуют гаплоидные клетки. У одних (род фукус) они становятся гаметами, при слиянии которых образуется зигота, дающая начало новому растению. У большинства же продуктами мейоза являются споры, которые дают начало гаплоидной стадии (рис. 14).

Рис. 14. Жизненный цикл ламинарии

Гаплоидная стадия представляет собой мелкие нитевидные образования, которые недолго живут на дне моря. Они раздельнополы. На них формируются многоклеточные (!) половые органы, в которых образуются гаметы: яйцеклетки и сперматозоиды. Они, сливаясь, образуют зиготу, из которой вырастают крупные диплоидные растения.

Отдел красные водоросли (багрянки)

На глубинах более 30 метров света не хватает и для бурых водорослей. Там обитают красные водоросли, пигменты которых способны использовать синий свет. Основные пигменты: хлорофилл, каротиноиды (желто-оранжевые), фикобилины (красно-синие). Встречаются они и на более мелких участках дна, вплоть до границы воды и суши. В основном это морские растения средних размеров (десятки сантиметров в длину), но среди них есть и обитатели пресных вод, и одноклеточные представители. Представители: порфира (рис. 15) и филлофора (рис. 16).

В пресных водоемах (ручьях и болотах) распространен батрахоспермум ( «жабья икра») в виде разветвленных сине-зеленых кустиков, окутанных бесцветной студенистой слизью, придающей ему отдаленное сходство с икрой лягушек или жаб (рис. 17).

У красных водорослей в жизненном цикле одинаково представлены гаплоидная и диплоидная стадии, часто они образуют единый таллом. Полностью отсутствуют жгутиковые стадии жизненного цикла.

Многие виды красных водорослей употребляются в пищу, используются для получения агар-агара и медицинских препаратов.

Источник