Водоросли. Общая характеристика и размножение

Водоросли являются самыми простыми по строению и самыми древними растениями на Земле. Несмотря на это водоросли весьма разнообразны и многочисленны. Среди них есть одноклеточные, колониальные и многоклеточные формы, микроскопические (измеряемые в микронах) и огромные (десятки метров).

Таким образом, водоросли включают достаточно разные группы организмов. Каждая имеет свои особенности и даже свое происхождение.

Согласно современным данным, водоросли – это не систематический таксон, а сборная группа организмов, имеющих разное происхождение. Так, например, бурые водоросли не относят к царству Растений. Однако у всех водорослей есть общие свойства – способность к фотосинтезу и отсутствие дифференциации тела на ткани.

Виды водорослей разделяют по ряду таксономических групп. Это Зеленые водоросли, Красные, Бурые, Золотистые и другие отделы.

Название "водоросль" говорит о том, что эти растения обитают в воде, в пресной и морской. Однако одноклеточные формы кроме того могут жить во влажных местах: коре деревьев, почве, на камнях. Некоторые виды водорослей способны, как и ряд бактерий, обитать на ледниках и в горячих источниках. В случае пересыхания одноклеточные формы могут переходить в стадию покоя.

Группы водорослей, которые относят к растениям, считают низшими растениями, так как у них нет настоящих тканей и органов, тело не разделено на корень и побег (стебель и листья). Тело водоросли однородно, то есть отсутствует дифференциация. У одноклеточных водорослей тело состоит из одной клетки, некоторые водоросли образуют колонии клеток. У многоклеточных водорослей тело представлено слоевищем, которое также называют таллом. Водоросли поглощают вещества (в основном воду и минеральные соли) из окружающей среды всей поверхностью тела.

Кроме хлорофилла клетки многих водорослей содержат красные, синие, бурые, оранжевые пигменты. Пигменты находятся не в хлоропластах (как у высших растений), а в хроматофорах, которые также имеют мембранную структуру, однако несколько иную и разнообразную форму: пластинчатую, ленточную, чашевидную и другую. В хроматофорах нередко откладывается запасные питательные вещества.

По содержанию и преобладанию того или иного пигмента, придающего окрас таллому, водоросли могут иметь не только зеленоватый окрас. Так бурые водоросли имеют желтовато-бурую окраску слоевищ. Цвет красных водорослей более разнообразный: от красного и желтого до голубоватого и зеленоватого. Красные водоросли содержат много красного и синего пигментов. Однако все равно они содержат в своих клетках хлорофилл, необходимый для фотосинтеза.

Представители зеленых водорослей обитают как в пресной, так и соленой воде. Бурые и красные водоросли преимущественно встречаются в морях и океанах.

Одноклеточные формы преимущественно имеют зеленый цвет.

Многоклеточные водоросли сильно различаются между собой по форме слоевищ. Бывают нитчатые водоросли, ветвящиеся, кустистые, в виде приплюснутых шаров, пластин. У зеленых водорослей слоевище похоже на нити или плоские длинные ленты. Форма и размер слоевищ бурых водорослей очень разнообразны. Есть как микроскопические формы, так и гигантские.

Водоросли – это в основном автотрофные организмы, то есть они получают органические вещества в результате фотосинтеза. Однако некоторые водоросли способны поглощать из внешней среды готовые органические вещества, то есть способны к гетеротрофному питанию.

Так одноклеточные водоросли хламидомонады имеют все характерное для обычной клетки растений: клеточную стенку, цитоплазму, ядро, хлорофилл, вакуоли. Однако у них есть особенности, характерные для животного организма. Это жгутики, с помощью которых клетка передвигается, "глазок" для определения, где находится свет, сократительная вакуоль для удаления избытка воды и ненужных веществ.

Запасным веществом углеводного типа у растений является крахмал. Однако у водорослей кроме крахмала может встречаться гликоген, характерный для животных.

Клетки большинства водорослей, как и у всех растений, имеют клеточную стенку. Однако среди водорослей есть амебоидные формы, не имеющие жесткой оболочки.

Размножение водорослей

Как и все растения водоросли способны к бесполому и половому размножению.

Вегетативное размножение многоклеточных водорослей может происходить в результате разделения тела на части (фрагментацией слоевища), с помощью образования специальных веточек и клубеньков. У одноклеточных водорослей при вегетативном размножении клетки делятся надвое.

Однако бесполое размножение у водорослей может быть не только вегетативным, но и с помощью зооспор, которые образуются в зооспорангиях. Зооспоры представляют собой подвижные клетки со жгутиками. Они способны активно плавать. Через какое то время зооспоры отбрасывают жгутики, покрываются оболочкой и дают начало водоросли.

Клетки одноклеточных водорослей при бесполом размножении делятся надвое. Сначала в них делится ядро, затем разделяются вакуоли, глазок, хроматофор и другие компоненты. Из одной клетки могут возникать две, четыре или восемь дочерних клеток. У ряда водорослей дочерние клетки имеют жгутики и называются зооспорами. Такие клетки способны активно передвигаться в воде и, таким образом, расселяться. Позже зооспоры превращаются в обычные клетки-организмы водорослей.

У ряда водорослей наблюдается половой процесс, или конъюгация. При этом между клетками разных особей происходит обмен ДНК.

При половом размножении у многоклеточных водорослей образуются мужские и женские гаметы. Они образуются в специальных клетках. При этом на одном растении могут образовываться гаметы обоих типов или только одного (только мужские, или только женские). После выхода гаметы сливаются с образованием зиготы. Чаще всего зигота превращается в спору, которая какое-то время находится в стадии покоя, переживая таким образом неблагоприятные условия.

Размножение у разных видов водорослей протекает различно. У хламидомонады зигота образуется из гамет разных особей. У улотрикса есть как половое, так и бесполое размножение с помощью зооспор.