Лекции по Составитель доц. А. Ажиев нукус -2019 лекция 1 предмет, методы и история развития ботаники

ВОДОРОСЛИ – ALGAE

Водоросли-древнейшие представители растительного мира. Благо­даря постоянству условий жизни в водной среде, в которой они возникли и пережили целые геологические эпохи, они сохранились до наших дней в формах, мало отличающихся от первоначальных. Это одноклеточные и колониальные организмы, близкие к простейшим животным. В процес­се филогенеза водоросли эволюционировали от одноклеточных и коло­ниальных к многоклеточным, сложноорганизованным гигантам, дости­гающим десятков метров длины, с дифференцированным телом, которое как бы имитирует органы и ткани высших растений.

Современная наука предполагает происхождение водогюслей от жгу­тиковых (Flagellatae) —одноклеточных организмов, живущих в воде и снабженных одним или двумя жгутиками. Среди них встречаются хло-рофиллоносные (автотрофные) организмы и бесцветные (гетеротроф­ные). Первые стоят ближе к растениям (эвглена), вторые — к животным (астасия). Многие систематики рассматривают жгутиковые как исход­ную группу, связывающую растительные организмы с животными. \уфсе водоро£Ди-сдй£Р>кат хлорофилл и питаются автотрофно, но не­редко зеленая окраска их замаскирована другими пигментами. Тело водо-рослей называют талломдм. Вегетативные клетки таллома снаружи по-крыты твердой стенкой, состоящей из целлюлозы и пектиновых веществ. Нередко наружная поверхность клеточной стенки одета слизью или инкрустирована кремнеземом. Цитоплазма выполняет всю полость клет­ки или расположена постенно. Одна крупная или несколько мелких вакуолей заполнены клеточным соком. В клетке находится одно или не­сколько ядер и хроматофоры (пластиды), содержащие пигменты. По фор­ме хроматофоры необычайно разнообразны: пластинчатые, спиральные, лентовидные, чашевидные, сетчатые, зернистые, звездчатые и т. д. (см. рис. 11), что служит важным признаком для определения водорос­лей. В хроматофорах некоторых водорослей расположены белковые тель­ца — пиреноиды, вокруг которых откладываются запасные вещества в виде крахмала или близкого к нему углевода. Кроме крахмала,, в каче­стве запасного вещества может образоваться масло. У синезеленых водо­рослей оформленного ядра нет, как нет и обычных для других хромато-форов и вакуолей.
/Для_водорослей характерны все типы_размножения: вегетативное, бесполое и половое. Вегетативное размножение происходит путём~деле-ния~—• у одноклеточных организмов, распадения колоний— у колони­альных, частями таллома — у многоклеточных, а иногда путем образо­вания специальных органов вегетативного размдджелия (например. клубеньков у харовых). Собственно бесполое размножение осуществля­ется с помодцью. аоосщр-или спор — одншсл^т^гЧньПГобразований, возни­кающих внутри вегетативных клеток или в особых органах — зооспоран-гиях (или спорангиях) путем деления внутреннего содержимого. Зрпгпо-ры имеют двигательные органы — жгутики. Вскоре после появления зооспоры сбрасывают жгутики, пикрывашТСя клеточной стенкой и про­растают в новую особь.
Доло£о«,размножение возможно в форме изогамии, гетерогамии, оога-мии. Изо- и гетерогаметы образуются в обычной вегетадщной клетке. Яйцеклетки (одна или несколько) развивают£я_в_аого;с, сперматозои­ды (йх^Эсегда много) — в антеридиях. Нередко у водорослей наблюдается половой процесс в виде конъюгации (зигогамии), характеризующей­ ся слиянием протопластов двух вегетативных клеток. Конечный резуль­тат любого из названных способов полового размножения-слияние
протопластов и образование зиготы. При этом число хромосом удваива­
ется, т. е. восстанавливается диплоидная (2я хромосом) фаза. После
некоторого периода покоя из зиготы путем редукционного деления обра­
зуются четыре зооспоры, дающие начало новым.особям, или же зигота
делится редукционно и сразу прорастает в новую неподвижную особь.
Эти новые особи могут длительно размножаться бесполым способом, по­
ка вновь не наступит половое размножение. Время его наступления в
большой степени зависит от внешних условий. Однако из зиготы может
развиться и бесполая фаза — спорофит, на котором формируются орга­
ны бесполого размножения — зооспорангии. В результате редукционно­
го деления содержимого зооспор ангия в нем образуются гаплоидные
(п хромосом) зооспоры, прорастающие в гаметофит, на котором вырас­
тают органы полового размножения — гаметангии, продуцирующие га­
меты. Гаметофит бывает как обоеполым, так и раздельнополым. Таким
образом, у одних водорослей в жизненном цикле нет правильного чере­
дования фаз, у других же прослеживается хорошо выраженная смена
спорофазы ir гаметофазы. ,
|_Водоросли — понятие экологическое.уЭто группа растений, объеди­ненных жизнью в водной среде, что наложило отпечаток на их внешний облик, сделала их похожими друг на друга.|В систематическом отноше­нии они делятся на 6 отделов, различающихся по способам размноже­ния, окраске, иногда по организации клетки и другим признакам: Сине-зеленые водоросли, Зеленые водоросли, Золотистые водоросли, Диато­мовые (Кремнистые) водоросли, Бурые водоросли, Красные водо­росли.
Распространение и хозяйственное значение. Большинство водорослей живет в воде, преимущественно морской. Одни из них свободно плава­ют в ее толще, составляя существенную часть планктона (средний вес особи планктонных видов 0,000006 мг). Водоросли, свободно лежащие на дне или прикрепляющиеся к нему, составляют часть бентоса.
^Водоросли — фотосинтезирующие растения. В морях массовое рас­пространение водорослей наблюдается на глубине до 30 м. Однако наи­более теневыносливые бурые и красные водоросли достигают глубины 100—200 м, а отдельные виды — 500 м. Известны виды, проникающие и на более значительную глубину. Некоторые водоросли сохраняют жиз­неспособность при очень низких, а другие — при высоких температурах. Так, в полярных и высокогорных странах они живут на снегу, нередко окрашивая его в красный, зеленый, бурый, желтый цвета (снежная хламидомонада). Некоторые синезеленые водоросли ведут нормаль­ный образ жизни в горячих источниках при температуре 85° С и да« же 95° С.
Отдельные виды, попадая вместе с бактериями на бесплодные суб­страты, являются пионерами их заселения. Водоросли живут на почве, в почве и даже в атмосферном воздухе, например, некоторые виды хло­реллы. Многие активно участвуют в процессе почвообразования.
Азотфиксирующие водоросли накапливают в почве азот. Некоторые виды зеленых и синезеленых водорослей входят в состав комплексных организмов — лишайников.
V Водоросли обогащают воду кислородом. Они служат кормом для рыб и водоплавающих птиц. Муку из водорослей используют на корм сель­скохозяйственным животным. Тонна муки из сухих водорослей содер­жит около 180 кг солей калия, 16 кг органического азота, 10 кг фосфата и другие вещества. Водоросли используют как удобрения. Зола бурых" и красных водорослей — сырье для получения брома и йода.