Порядок хлорококковые, или протококковые водоросли.

Род хлорелла объединяет одноклеточные водоросли, широко распространенные в пресных водоемах и почве. Клетки одеты оболочкой, содержат чашевидный хроматофор, одно ядро. Половой процесс отсутствует. При бесполом размножении материнская клетка делится на 4–10 частей. Образуются неподвижные (без жгутиков) автоспоры; еще в материнской клетке они одеваются собственными оболочками и выходят из нее после разрыва мате­ринской оболочки (рис. 14).

Рис. 14. Хлорококковые – хлорелла: А –вегетативная клетка; Б – образование автоспор; В –выход автоспор наружу

Хлорелла характеризуется очень быстрыми темпами размножения. Каждая клетка хлореллы в течение суток может образовать до 10 дочерних клеток. Она способна использовать от 10 до 12 % световой энергии (у наземных растений 1 – 2 %). Сухое вещество клетки содержит 50 % белков, 22 % жиров, 12 % углеводов, 10 % миральных солей, витамины В, К, С (больше, чем в лимонном соке).

Свойство хлореллы быстро накапливать биомассу используется для получения дешевого корми. Водоросль применяется и как источник пищи и кислорода при космических полетах человека.

 

Класс сцеплянки. Род спирогира – Spirogyra

У представителей этого класса наблюдается особый половой процесс (конъюгация) (рис. 25 цв. вкл.), образование зооспор отсутствует. Один из представителей класса многоклеточная нитчатая водоросль спирогира, свободно плавающая на поверхности пресных водоемов. В центре каждой клетки находится ядро, подвешенное на тяжах цитоплазмы (рис. 15). Имеется спирально закрученный хроматофор с пиреноидами.

Рис. 15. Смена ядерных фаз у зеленой водоросли спирогиры (Spirogyra sp.):

1 – часть таллома; 2–4 – последовательные стадии конъюгации; 4, 5 – зигога; 6 –зигота с четырьмя гаплоидными ядрами, возникающими в результате мейоза; 7 – зигота с одним функционирующим гаплоидным ядром (прочие отмерли); 8 –прорастание зиготы; 9 – клеточная стенка; 10 – хроматофор; 11 – пиреноиды; 12 – ядро; 13 – цитоплазма; 14 –вакуоли

Размножение. Вегетативноe размножение происходит частями таллома, т. е. путем разрыва нитей на отдельные участки или даже отдельные клетки.

При половом процессе – конъюгации две гетероталличные нити водоросли располагаются параллельно и у супротивных клеток появляются выросты. В месте их соприкосновения оболочки растворяются и образуется копуляционный канал. По каналу происходит слияние содержимого двух клеток и образуется зигота. Она округляется, покрывается толстой оболочкой и переходит в состояние покоя. После периода покоя зигота редукционно делится с образованием четырех гаплоидных ядер, три из которых отмирают, а из одноядерной клетки формируется новый организм. Таким образом, спирогира проходит свой жизненный цикл в гаплоидной фазе, а диплоидна только зигота.

Отдел Грибы — Mycota, или Fungi

Царство Грибы

Грибы появились 400 — 450 млн лет назад. Считается, что одни группы грибов произошли от жгутиковых простейших, другие— от водорослей. По некоторым чертам грибы имеют сходство с животными. Это гетеротрофный тип питания, присутствие хитина в клеточной стенке, отсутствие пластид, образование мочевины и гликогена как запасного продукта. Однако они имеют много общего и с растениями. Это неподвижный образ жизни, неограниченный верхушечный рост, жесткая клеточная стенка, поглощение питательных веществ из растворов, способность вырабатывать витамины. В настоящее время к этому царству относят Отдел Грибы и Отдел Лишайники.

Общая характеристика. Отдел насчитывает около 100 тыс. видов. Это преимущественно обитатели суши, лишь немногие из них живут в воде. Тело грибов — грибница, или мицелий, состоит из ветвящихся нитей — гиф. Примитивно устроенные низшие грибы имеют неклеточный мицелий, гифы их без перегородок иногда представляют собой одну сильно расчлененную клетку (рис. 16.1) или имеют вид голого, лишенного оболочки комочка цитоплазмы. Тело большинства высших грибов состоит из гиф, разделенных перегородками на членики. Гифы мицелия могут сильно переплетаться, образуя ложную ткань — плектенхиму, или, соединяясь, образуют тяжи — ризоморфы.

Клеточная стенка плотная, у низших грибов состоит из пектиновых веществ; у высших — из углеводов, близких к целлюлозе, со значительной примесью хитина, что делает стенку непроницаемой для многих веществ. Она часто пропитывается различными веществами, придающими ей прочность, и пигментами, окрашивающими ее в бурый, черный и другие цвета. В протопласте гиф выделяются цитоплазма, 1 — 2 или много мелких ядер, хорошо различимы рибосомы, митохондрии, аппарат Гольджи, эндоплазматическая сеть, пластид нет.

Большинство грибов аэробы. Грибы — гетеротрофные организмы, большинство из них сапрофиты, но встречаются паразиты растений, животных и человека. От остальных гетеротрофных орга-низмов грибы отличаются внеклеточным перевариванием. Гифы выделяют вовне ферменты, которые катализируют расщепление крахмала и белков до глюкозы и аминокислот. Питание грибов происходит путем осмоса всей поверхностью мицелия, реже при помощи всасывающих ризоидов (плесневые грибы) или присо-сок-гаусторий у паразитов (ржавчинные, головневые грибы). Размножаются грибы вегетативно, собственно бесполым и поло-вым путями.

Вегетативное размножение грибов происходит: 1) обрывками мицелия; 2) оидиями (артроспорами), которые образуются в рс-зультате распадения гиф на отдельное членики, дающие новый мицелий; 3) хламидоспорами, образующимися как оидии, но имеющими более твердую, часто темноокрашенную оболочку;

4) почкованием (на мицелии образуются отчленяющиеся боко-вые выросты).

 

Рис. 16.1. Гриб мукор:
1 — мицелий мукора со спорангиями; 2, 3, 4 — развитие спорангия;
567—половой процесс и развитие зиготы; 8 — зрелая зигоспора и ее прорастание.

 

 

Рис. 16.2. Половой процесс у сумчатого гриба пиронемы: У — антеридий (а) и архикарп — аскогон (б) с трихогииой (в); 2 — переход содержимого антеридия в архикарп; 3 — образование дикарионов в аскогоне; 4 -образование дикарионных аскогенных гифов (г); 5, 6 — образование зиготы па верхушке аскогенной гифы; 7, 8, 9, 10 — мейоз и развитие сумки с аскоспорами.

 

 

Собственно бесполое размножение грибов происходит с помо-щью зооспор, спор и конидий. Зооспоры имеют жгутики, под-вижны и образуются в зооспорангиях, преимущественно у вод-ных грибов. Неподвижные споры развиваются в спорангиях. Орга-ны спорообразования всегда наружные, что обеспечивает свобод-ное рассеивание спор. У высших грибов (сумчатые, базидиаль-ные, несовершенные) образуются особые гифы — конидиеносны, формирующие конидии. При развитии конидии кончик конидие-носца отделяется перегородкой, округляется и отпадает в виде конидии. Под первой конидией до ее отделения таким же образом формируется следующая и т.д., в результате образуется целая це-

почка.

Половое размножение у грибов может происходить в форме изогамии, гетерогамии и оогамии. У низших грибов (плесневый гриб мукор) зигота окружается толстой оболочкой и после неко-торого периода покоя прорастает, образуя спорангий со спорами. Споры образуются в результате редукционного деления, поэтому они гаплоидные, т.е. имеют половинный набор хромосом, образующийся из них мицелий также гаплоиден. Диплоидна (с пар-ным набором хромосом) только зигота. У высших грибов гаметы не образуются. Половой процесс у сумчатых грибов (рис. 16.2) заключается в слиянии содержимого двух многоядерных специа-лизированных органов, женского (архикарпа) и мужского (анте-ридия), у базидиальных — в результате слияния соматических клеток (половые органы и гаметы отсутствуют).

Половой процесс растянут и состоит из двух этапов: 1) плаз-могамии — слияния цитоплазмы двух клеток; 2) кариогамии— слияния гаплоидных ядер. У большинства высших грибов гапло-идные ядра какой-то отрезок времени не сливаются, а распола-гаются парами, образуя дикарион. Между плазмогамией и карио-гамией создается фаза дикариона. У высших грибов чередуются гаплоидная, дикарионтическая и диплоидная фазы, причем диплоидная фаза очень кратковременная и представлена диплоид-ным ядром, которое почти сразу редукционно делится.

Рис. 16.3. Плодовые тела грибов:
А — настояший трутовик: 1 — плодовое тело; 2 — поперечный разрез черезтрубчатый гименофор; 5 — опенок: 1 — плодовое тело; 2 — поперечный разрез через пластинчатый гименофор.

На дика-рионтическом мицелии образуются органы полового спороно-шения. У сумчатых грибов они называются сумками (асками), внутри которых образуются споры полового спороношения— аскоспоры. У базидиальных грибов они носят название базидий, на них развиваются базидиослоры. Внутри сумки или на базидии происходит кариогамия и сразу — редукционное деление ядра и образование спор полового спороношения. Сумки и базидии рас-полагаются или прямо на мицелии, или в гимениальном слое плодовых тел, образованных плотным сплетением гифов. Пло-довые тела различной формы, их называют обычно грибами. Пло-довые тела многих грибов состоят из ножки и шляпки, на ниж-ней стороне которой имеется гименофор, несущий гимениальный слой. Пластинчатый гименофор состоит из радиально расходя-щихся пластинок (сыроежка, опенок). Трубчатый гименофор— из трубочек (белый гриб, трутовик, рис. 16.3). У несовершенных грибов половой процесс утрачен. Вследствие того что мицелий грибов построен более или менее однообразно, основным при-знаком при классификации грибов служит половое спороноше-ние.

Значение грибов. Грибы встречаются везде: в тайге, тундре, сте-пи, горных лесах, на лугах, болотах, в садах, на складах древеси-ны, в постройках и т.д. Они играют большую роль в круговороте веществ в природе, вместе с бактериями очищают Землю от мер-твых остатков, разлагая органические вещества, особенно велика их роль в разложении растительных остатков„содержащих целлю-дозу и пектин. Многочисленна и разнообразна группа почвенных грибов, которые являются активными почвообразователями. В сим-биозе с корнями высших растений грибы образуют микоризу. У белого гриба (Boletus edulis) микориза наблюдается как с ли-ственными (дуб, береза, граб, лещина), так и с хвойными (co-сна, ель) породами. Для некоторых грибов характерна приуро-ченность к определенным типам леса и видам деревьев. Так, подо-синовик встречается в осиновых лесах, подберезовик — в березо-вых.

Опасные паразиты лесов, вызывающие гниль древесины,— трутовики. Трутовик настоящий (Fomesfomentarius) имеет много-летнее плодовое тело копытообразной формы, поражает березу, бук. На осине, ольхе паразитирует ложный трутовик (F. igniarius), нызывающий образование дупел. На трещинах коры березы гриб чага (Inonotus obliquus) — ложный трутовик образует черные бу-горчатые наросты. Некоторые грибы находят применение в фар-мацевтической промышленности (получение антибиотиков, ви-таминов и других лекарственных препаратов), пищевое значение имеют съедобные и дрожжевые грибы.

Отрицательная роль грибов заключается в том, что некоторые из них разрушают деревянные строения (перекрытия, балки до-мов, шпалы, деревянные мосты, заборы), бумагу, ткани, карти-ны, портят пищевые продукты. Некоторые паразитические грибы вызывают заболевания растений, животных и человека (микозы, микотоксикозы).