Почему при благоприятных условиях водоросли размножаются как правило бесполым способом

§ 22. Размножение споровых растений — Пасечник. 6 класс. Учебник

Вопросы в начале параграфа

1. Какие низшие споровые растения вы знаете?

К низшим споровым растениям относятся водоросли и лишайники. Например, к низшим споровым растениям относится водоросль хлорелла.

2. Какие высшие споровые растения вам известны?

К высшим споровым растениям относятся мхи, хвощи, папоротники и плауны.

3. В чём отличие высших споровых растений от низших?

Тело низших споровых растений представляет собой слоевище (таллом). Слоевище не разделено на отдельные органы, а роль корней у низших споровых растений выполняют ризоиды.

Тело высших споровых растений имеет побег и корень, у них имеется сложная система покровных тканей и хорошо развитая проводящая система.

4. Что называют слоевищем?

Слоевище — это тело низших споровых растений, не расчленённое на отдельные органы, характерные для большинства растений: корень, стебель, листья и т.д. Например слоевище бывает у лишайников и водорослей.

5. Что такое вайя папоротника?

Вайя папоротника — это листоподобный побег некоторых видов папоротников.

Вопросы в конце параграфа

1. Как происходит размножение у одноклеточных водорослей?

При благоприятных условиях одноклеточные водоросли размножаются бесполым способом. Перед началом размножения клетка водоросли теряет свои жгутики и начинает делиться — внутри клетки путём деления образуются 2, 4 или 8 новых подвижных клеток, называемых зооспорами. После этого оболочка клетки водоросли раскрывается и зооспоры выходят наружу. Вне материнского организма зооспоры начинают расти и вырастают до размеров взрослой водоросли.

При наступлений неблагоприятных условий некоторые одноклеточные водоросли начинают размножаться половым путём. В этом случае внутри взрослой одноклеточной водоросли образуются гаметы — специальные половые клетки. Затем клетка водоросли открывается и гаметы выходят наружу. В воде гаметы различных организмов попарно соединяются и образуют зародыш нового организма — зиготу. Покрытая толстой оболочкой зигота находится в состоянии покоя до наступления благоприятных условий для развития водоросли. После наступления таких условий внутри зиготы путём деления образуются четыре клетки, которые выйдя в окружающую среды вырастают до взрослых особей.

2. Какими способами размножается улотрикс?

В благоприятных условиях водоросль улотрикс размножается бесполым путём. Каждая клетка этой водоросли (кроме самой нижней, которой растение прикрепляется к чему-либо) начинает делиться на 2 или 4 зооспоры со жгутиками. Затем клетка открывается и зооспоры выплывают в воду. Найдя подходящую поверхность зооспоры прикрепляются к ней своими усиками и начинают делится, образуя новую нить водоросли улотрикс.

Если условия произрастания для водоросли становятся неблагоприятными, то процесс размножения происходит половым путём. В клетках водоросли образуются половые клетки — гаметы. Все они подвижны и снабжены усиками. Затем клетка водоросли открывается и гаметы попадают в воду. В воде гаметы объединяются в пары, обычно соединяются гаметы двух различных нитей улотрикса. В процессе объединения образуется зигота с толстой оболочкой. В таком виде зигота находится в состоянии покоя до наступления благоприятных условий, а потом делится на 4 клетки — споры, каждая из которых, прикрепившись к чему-либо, может дать начало новой нити улотрикса.

Кроме того, многоклеточные водоросли способны размножаться вегетативно — кусочками слоевища.

3. Как размножаются мхи?

У мхов чередуется процессы полового и бесполого размножения.

Бесполое размножение протекает при помощи спор. Когда спора попадает в благоприятные для неё условия, то из неё прорастает тонкая зелёная нить, которая называется предросток. Затем этот предросток развивается, начинает ветвиться и на нём появляются почки. Из этих почек развивается взрослое растения — мужской или женский экземпляр мха.

Затем начинается период полового размножения мхов. Во взрослых растениях образуются половые клетки — гаметы. В мужских особях развиваются мужские гаметы, которые называются сперматозоиды, а в женских особях развиваются женские гаметы, которые называются яйцеклетки. Когда на мох попадает вода, например во время дождя, сперматозоиды плывут к яйцеклеткам и сливаются с ними. В процессе этого слияния на женском растении мха образуется зигота, которая потом развивается в коробочку со спорами. Когда споры вызревают, они высыпаются из коробочки и снова начинается процесс бесполого размножения мхов.

Также мхи прекрасно размножаются вегетативным способом. Из множества экземпляров мужских и женских особей мха формируются подушковидные дернины, которые сплошным ковром покрывают влажную почву. Если аккуратно вырезать кусочек дернины и пересадить его на другой участок почвы, то мох начнёт развиваться и покрывать все большую территорию.

4. Что такое заросток?

Заросток — это маленькая зелёная пластина развивающаяся из споры папоротника. Это самостоятельный организм, который при помощи ризоидов прикрепляется к почве. На нижней стороне пластины заростка развиваются мужские и женские гаметы папоротника.

5. Как происходит половое и бесполое размножение у папоротников?

Половое и бесполое размножение у папоротников — это чередующиеся процессы.

Бесполое размножение папоротника происходит при помощи спор. Они образуются на нижней стороне листа растения внутри бурых бугорков — спорангиев. Созревшие споры выпадают из спорангиев и ветром разносятся по окружающей территории.

Если спора попадает в благоприятные условия, то начинается следующий этап — половое размножение. Из споры прорастает зелёная пластинка диаметром несколько миллиметров — заросток, который прикрепляется к почве ризоидами. Затем на нижней стороне заростка начинают формироваться мужские и женские половые клетки — сперматозоиды и яйцеклетки. При помощи капелек воды (например, во время дождя или выпадения росы) сперматозоиды подплывают к яйцеклетке и при их соединении образуется зигота. Зигота развивается в зародыш папоротника, а потом из него формируется полноценное растение с корнями, стеблем и листьями.

Подумайте

Какую биологическую роль у папоротников играет половое поколение; бесполое поколение?

При половом поколении растения из заростка папоротника развивается новое полноценное растение. То есть его биологическая роль — развитие взрослых растений.

При бесполом размножении споры папоротника ветром и водой разносятся на обширную территорию и ожидают благоприятных для развития условий. То есть биологическая роль бесполого размножения папоротника — распространение вида и сохранение генетического материала для развития новых растений.

Задания для любознательных

Посейте споры папоротника и проведите наблюдения за их прорастанием, используя следующую инструкцию.

1. Срежьте вайю со спорангиями коричневого цвета, заверните её в бумагу и высушите.

2. Возьмите лист белой бумаги. Потрясите над ней вайю, чтобы споры высыпались на бумагу.

3. Заполните чистые плошки подготовленным субстратом (прокалённая дерновая земля, куски торфа или пемзы).

4. Посейте споры на субстрат.

5. Накройте плошки стеклом и поставьте в тёплое место при температуре не ниже 25 °С. Следите, чтобы субстрат был всё время влажным.

6. Ведите наблюдения и записывайте в дневник даты посева, прорастания спор, образования из споры зелёной нити — предростка, образование сердцевидного заростка, появление первых листьев папоротника. Сделайте фотографии.

7. При появлении 3—4 листьев пересадите растение в смесь листовой и торфяной земли с песком.

8. Подготовьте отчёт о своих наблюдениях.

При попадании в благоприятные условия споры папоротника сразу начинают прорастать. Процесс этот идет постепенно. Например, спорам папоротника щитовника, участвующим в эксперименте, для прорастания потребовалось 4 недели.

Проросшие заростки выглядят как миниатюрные зелёные сердечки, приподнятые над почвой тонкими белыми волосками-ризоидами. Заростки настолько мелкие, что лучше всего их рассматривать в лупу.

Через 3,5 месяца после начала эксперимента на заростках папоротника начали появляться корни и листья. К концу четвертого месяца эксперимента началась пересадка растений с 3-4 листиками в смесь листовой и торфяной земли с песком.

Примерно через год после начала эксперимента растение развилось до взрослого папоротника щитовника, готового в выбрасыванию спор.

Словарик

Зооспора — это подвижные клетки образованные в материнской клетке водорослей.

Предросток — это проросшая спора мха, по виду напоминающая тонкую зелёную нить. Развиваясь предросток начинает ветвиться.

Спорангии — это бурые бугорки на нижней части листов папоротника, в которых созревают споры растения.

Заросток — это маленькая зелёная пластина, развивающаяся из споры папоротника в благоприятных условиях. На нижней стороне заростка развиваются мужские и женские гаметы растения, из которых после оплодотворения развивается зародыш будущего папоротника.

Источник

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