Есть ли у водорослей ризоиды и спорангий

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 океана 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

У водорослей выделяют несколько типов полового процесса:

  • 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.

Читайте также:  Фото шартр
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 2018-2020

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.

Определение термина

Низшие представители растительного мира — водоросли, лишайники и мхи — не обладают столь совершенным морфологическим строением, как это присуще цветковым. Основные органы у них отсутствуют, зато есть ризоиды, которые реализуют аналогичные функции.

Многих интересует, что такое ризоиды в биологии. Определение можно сформулировать следующим образом — это части низших растений, обладающие нитеподобной формой и играющие роль заменителей корней. Чаще всего они представляют собой одну или несколько клеток, не обладают цветом и имеют небольшую длину — не более нескольким миллиметров. Особой прочностью не отличаются. Принято выделять следующие отличительные черты этих примитивных органов:

  1. Отсутствие соединительных тканей.
  2. От истинных корней отличаются длиной: первые могут достигать нескольких метров, в то время как длина ризоидов составляет миллиметры.
  3. Корни имеют более сложное строение, обычно они образованы целыми группами клеток, а рассматриваемая единица имеет в структуре всего несколько клеток или даже одну.

При этом корневая система растения, как и ризоиды, выполняет важную функцию — помогает своему «носителю» прикрепляться к грунту. Однако ризоиды справляются с этой задачей гораздо менее эффективно. Хоть эти образования отличаются от настоящих корней, именно они считаются предшественниками последних. В процессе эволюционного развития они видоизменились, приняв вид привычной корневой системы.

Отличие от ризомоидов

«Заякорение» низшего растения к грунту — вот для чего служат ризоиды. Но в биологической науке существует еще один сходный термин — ризомоиды. Это переходный вариант между ризоидом и корневищем, однако отнести этот орган нельзя ни к тому, ни к другому. Кратко можно выделить следующие черты этих выростов:

  • представляют собой особый аналог корневища;
  • по строению относятся к элементарным.

Такие органы присутствуют у папоротников, плаунов, то есть у более сложных по организации растений, чем водоросли, мхи и лишайники. Ризомоиды образуются при помощи переплетения нескольких ризоидов, поэтому представляют собой непростую морфологическую структуру. Однако, как и ризоиды, они не являются истинными корнями и не выполняют в полной мере все функции корневой системы.

Сейчас такие органы присущи небольшой группе растений, однако в девонский период бо́льшая часть представителей мира флоры обладала ризомоидами.

Основные функции

Ризоиды характерны для таких низших растений, как водоросли, мхи, плауны, лишайники. Их роль в биологии состоит не только в том, что они являются предшественниками истинных корней. Они помогают своим «хозяевам» полноценно существовать и развиваться. Принято выделять такие функции:

  1. Прикрепление растения к почве и удержание его на месте. Это присуще для водорослей.
  2. Рыхление грунта и организация газообмена.
  3. Поглощение влаги.
  4. Избежание попадания в низшее растение лишней жидкости.
  5. Помогают растениям получать из грунта питательные вещества.

Своим внешним строением эти образования сходны с корневыми волосками. У отдельных видов мхов, например, маршанциевых, имеются особые ризоиды, называющиеся язычковыми. Они выполняют особую функцию — по их мертвым клеткам происходит перемещение жидкости внутри растения.

Таким образом, под ризоидами принято понимать особые образования, которые заменяют у низших растений корень и выполняют его основные функции. Наиболее простое строение имеют органы печеночных мхов и папоротников, более сложная морфология присуща лиственным мхам.

Важнейшие разновидности

Существует несколько разновидностей таких наростов у растений, при этом они отличаются разнообразием и зачастую непохожи друг на друга. Особенности ризоидов, позволяющие их классифицировать, зависят от строения и реализуемых функций. Образования подразделяются на две группы:

  1. Гладкие. Также называются простыми. Это обычные подземные структуры, которые помогают мхам, папоротникам и водорослям прикрепляться к грунту, основная их роль — организация устойчивости, неподвижности.
  2. Язычковые. От первой категории отличаются меньшим диаметром, более тонкими волнистыми стенками. Внутри имеют так называемые выросты — язычки, отсюда и пошло название. Основным их предназначением является поступление воды при помощи капиллярного метода, чему способствует необычная форма.

Кроме того, существуют и промежуточные разновидности, которые объединили в себе основные роли гладких и язычковых ризоидов.

Читайте также:  Пятна на панцире сухопутной черепахи

Также образования можно классифицировать в зависимости от того, каким растениям они присущи. Прежде всего, это низшие представители флоры, такие как водоросли и мох. Их строение гораздо проще, чем у цветковых или споровых. Корневая система отсутствует у всех лишайников и у некоторых грибов.

Интересно, что не все мхи имеют ризоиды. Например, сфагновые, произрастающие на территории болот, обладают способностью поглощать жидкость всей поверхностью тела, вот почему формирование псевдокорней для них не было необходимостью.

Примеры у растений

В холодных морях можно встретить настоящее разнообразие водорослей, цвет которых варьируется от светло-зеленого до темно-бурого. Наиболее заметным представителем этих многоклеточных растений является ламинария. Тело ее состоит из ризоидов и таллома, который подразделяется на стебельчатую и листовидную часть. Благодаря этому ламинария напоминает своим внешним видом раскидистые деревья.

Также растение называется морской капустой. Ризоид у него представляет собой ветвистое крупное образование, похожее на корень. Его основная функция — фиксация ламинарии к грунту.

Встречаются также ризоиды мхов и моховидных растений. Благодаря псевдокорням, напоминающим по форме тонкие нити, эти представители флоры прикрепляются к почве. Мох кукушкин лен также имеет образования, с помощью которых получает из грунта влагу и питательные вещества. На верхушке мха можно обнаружить длинные отростки, на которых располагается особая коробочка, называемая спорангием. При попадании спор в благоприятные условия, например, во влажный грунт, они прорастают.

Ризоиды хорошо развиты у мхов различных классов, в том числе у настоящих (листостебельных), печеночников и антоцеротовых.

Последняя группа включает в себя более 300 видов, встречается в субтропическом и тропическом климате. Тело представляет собой гаплоидный гаметофит, состоящий из напоминающего розетку слоевища и ризоидов. Класс печеночников включает в себя более 10 тысяч видов и множество отделов. Их слоевище напоминает по форме печень. Это и позволяет ответить на вопрос, почему их так назвали. Наличие ризоидов делает их похожими на все прочие виды мхов. Предпочитают расти во влажной почве, по берегам рек, отличаются хорошо развитым вегетативным размножением.

Листостебельные мхи имеют многоклеточные псевдокорни (в отличие от печеночников), однако влагу впитывают гораздо менее эффективно. Вот почему очень важными и нужными органами их являются листья, которыми они поглощают влагу.

Мхи имеют более сложную организацию, чем водоросли, появились они гораздо раньше. Еще один отличительный признак — все мхи являются многоклеточными, в то время как среди водорослей есть как одноклеточные, так и многоклеточные.

Наличие ризоидов — отличительная черта низших растений. Эти образования отсутствуют у животных, цветковых и споровых растений.

Водоросли увеличивают свою численность различными способами, важнейшими из них являются вегетативное, бесполое и половое размножение.

Вегетативное размножение представляет собой деление клетки одноклеточных водорослей или отделение по различным причинам от слоевища частей (если рассматриваются многоклеточные формы). Таких причин может быть очень много. У нитчатых форм это расщепление нити на две новые нити или распадение их на одно- или многоклеточные части. Слоевища истинно многоклеточных водорослей могут разделяться из-за механического воздействия потоков воды, различных водных обитателей, деятельности человека и т. д. Оторванные части водорослей, прикрепленных к подводному субстрату и входящих в состав бентоса, как правило, не погибают, но их дальнейшее развитие отличается от прикрепленных (бентос- ных) растений. В частности, у них повторно не образуются ризоиды, поэтому оторванные части переносятся током воды, часто сбиваясь в крупные массивы. Нарастание слоевища при этом не прекращается, но и здесь могут быть обнаружены некоторые морфологические особенности. Другой особенностью оторванных частей является их неспособность образовывать собственные органы размножения (как полового, так и бесполого).

Многие водоросли для вегетативного размножения образуют специальные структуры. Например, некоторые бурые водоросли образуют на талломах своеобразные «почки», которые затем отламываются и дают начало новым слоевищам. Как уже упоминалось, у харовых водорослей на ризоидах и погруженных в грунт участках «стеблей» образуются одно- или многоклеточные клубеньки, которые после периода зимнего покоя прорастают в новые растения. У некоторых нитчатых водорослей при наступлении неблагоприятных условий определенные клетки утолщают свою оболочку и накапливают в протопласте большой запас питательных веществ. Такие клетки способны долгое время находиться в состоянии покоя, что позволяет им переждать неприятную для них ситуацию. Название покоящихся клеток — акинеты указывает на их статичность и неподвижность. От спор они отличаются тем, что оболочка акинеты образуется непосредственно из оболочки клетки, а не внутри нее.

Бесполое размножение осуществляется с помощью различного рода спор. Их образование происходит внутри соответствующих клеток и всегда сопровождается выходом из оболочек последних (этим они отличаются от акинет). Споры развиваются или в обычных вегетативных клетках, или в особых, именуемых спорангиями, которые морфологически отличаются от вегетативных клеток.

Развитие спор сопровождается делением ядра, которое может происходить несколько раз в зависимости от количества образующихся спор (причем у разных групп водорослей ядро может делиться путем митоза или мейоза). Они в дальнейшем окружаются более или менее плотной оболочкой и выходят через образующееся отверстие в оболочке исходной материнской клетки.

Читайте также:  К чему снится много кошек и собак

Классификация спор осуществляется по различным критериям. Если споры снабжены жгутиками и способны активно передвигаться, они называются зооспорами. В тех случаях, когда споры имеют плотную оболочку и лишены жгутиков, а потому неподвижны, их называют апланоспорами. Если образующаяся оболочка имеет очень большую толщину, спора способна к длительному покою и называется гипноспорой.

Следует отметить, что большинство водорослей образуют зооспоры. В других случаях при определении спор указывается их численность в материнской клетке или спорангии — моноспоры, биспоры, тетраспоры и т. д.

Половое размножение, в отличие от бесполого, всегда сопровождается слиянием двух клеток, у которых в ядрах имеется лишь по одному набору хромосом, характерному для этого вида организмов, т. е. эти клетки гаплоидны. В результате образуется диплоидная клетка — зигота, из которой развивается водоросль или же формируются зооспоры.

Если сливаются две обычные вегетативные клетки, процесс называется хологамией, такой процесс свойствен некоторым колониальным жгутиковым. Если сливаются вегетативные клетки, не имеющие жгутиков, половой процесс именуется конъюгацией (некоторые зеленые водоросли). У остальных водорослей сливаются клетки, специализированные для полового размножения, — гаметы, которые образуются в половых органах — гаметангиях.

Подвижные гаметы принято считать мужскими (они часто имеют меньшие размеры), а неподвижные — женскими. В ряде случаев гаметы выглядят более или менее одинаково и тогда их половую принадлежность определить трудно. В зависимости от строения сливающихся гамет выделяют три типа полового размножения — изогамию, анизогамию и оогамию ().

Изогамия — это слияние двух совершенно одинаковых гамет.

Анизогамия или гетерогамия представляет собой слияние гамет, различающихся между собой по размерам или подвижности.

Оогамия является наиболее высокоорганизованным типом полового размножения. В нем участвуют гаметы, отличающиеся как размерами, так и подвижностью. Крупную и неподвижную называют яйцеклеткой, она содержит запас питательных веществ, необходимый для последующего развития зиготы, а значительно более мелкую гамету — сперматозоидом или антерозоидом, она снабжена жгутиком и способна активно перемещаться в поисках яйцеклетки.

Напомним, что гаметы образуются в особых структурах, являющихся, по существу, половыми органами. Женские органы называются оогониями (их не следует путать с одноименными первичными женскими половыми клетками животных), мужские — антери- диями. За исключением харовых водорослей, которые имеют многоклеточные половые органы, у остальных водорослей органы полового размножения состоят из одной клетки.

У некоторых водорослей яйцеклетки и сперматозоиды могут образовываться на разных талломах. Такие формы называют двудомными, в отличие от однодомны1Х, у которых на одном слоевище развиваются гаметы обоих типов. Это относится к водорослям, у которых гаметы различаются между собой. У изогамных форм сливающиеся гаметы также могут образовываться на одном растении, такие водоросли называются гомоталличныши, или на разных — у гетероталличны1Х видов. Для различения морфологически одинаковых талломов, но продуцирующих разные типы гамет, используют простые обозначения — плюс (+) и минус (-) талломы. Аналогично называются и гаметы, которые они образуют.

Некоторые водоросли способны на одном талломе образовывать органы как бесполого размножения, так и полового. Такие растения называют гаметоспорофитами. Если же органы полового и бесполого размножения образуются на разных растениях, имеет место чередование поколений. Растения, на которых развиваются половые органы, называются гаметофитами, растения, образующие органы бесполого размножения, — спорофитами.

Чередование поколений определяет и смену гаплоидной и диплоидной стадий в жизни водорослей (). В отличие от высших растений, у которых соответствующие стадии строго закономерно сменяют друг друга, у низших редукционное деление ядра, уменьшающее вдвое число наборов в нем хромосом, случается на разных этапах развития, в связи с чем выделяют несколько типов редукции ().

Гаметическая редукция, характерная для животных, встречается и у водорослей (например, у диатомовых). При этом уменьшение числа хромосом происходит непосредственно при образовании гамет.

Спорическая редукция, присущая всем высшим растениям, имеет место и у некоторых водорослей, она осуществляется при образовании спор.

Зиготическая редукция наблюдается, если первое деление зиготы происходит по типу мейоза.

БРОКГАУЗ И ЕФРОН. отдел класса водорослей кроме. Бесполое размножение при помощи зооспор.

Размножение Лишайников происходит двумя способами, смотря по тому, принимает
но способны даже размножаться посредством зооспор — совсем как настоящие водоросли.

Познакомимся еще с одним примером зооспор из другого класса растений—из класса водорослей. На подводных предметах, в прудах, речках и канавах.

Живая клегка водоросли несет обязанности я органа размножения. Она дает автоспоры — зачаточные образования, из которых возникают дочерние клетки.

Целенаправленное разведение водорослей ничем не ограничивается. Они размножаются невероятно быстро.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *