Отдел Зеленые водоросли - Chlorophyta

Общее число видов около 5700. По своему происхождению зеленые водоросли считаются древнейшими организмами, хотя простейшие их представители ь ископаемом состоянии пока неизвестны. Многие ботаники считают, что какие-то вымершие формы зеленых водорослей являются предками высших споровых растений.

Живущие в настоящее время зеленые водоросли очень разнообразны, у них прослеживается постепенный переход от примитивных форм к более сложным (по строению и циклам развития). Среди водорослей есть одноклеточные, колониальные, нитчатые формы и многоклеточные организмы. У некоторых водорослей тело достигает значительных размеров, довольно сложного внешнего расчленения, но не имеет клеточного строения. Зеленые водоросли могут быть подвижными в вегетативном состоянии и неподвижными, приобретающими подвижность только во время размножения (подвижные гаметы). Оболочка клеток целлюлозная, иногда с примесью пектиновых веществ, способна ослизняться. Протопласт клеток дифференцирован на протоплазму, ядро, пластиды; есть вакуоль с клеточным соком. Пластиды, или хроматофоры, встречаются самой разнообразной формы (в виде простых рассеченных пластинок или спирально изогнутых лент), часто содержат пиреноиды. Зеленые водоросли — автотрофные организмы.

Очень разнообразны способы размножения зеленых водорослей. Размножаются они вегетативным, бесполым и половым путем. Одноклеточные зеленые водоросли размножаются простым делением клеток, нитчатые — обрывками нитей. У колониальных водорослей новые колонии образуются внутри старой, материнской колонии. Бесполое размножение осуществляется спорами и зооспорами. Зооспоры образуются (от одной до нескольких) внутри материнской клетки в результате предварительного деления ее протопласта. При разрыве оболочки материнской клетки зооспоры выходят наружу и с помощью жгутиков передвигаются. Спустя некоторое время они втягивают жгутики, формируют оболочку и дают новую особь. Половое размножение может проходить в виде изо-, гетеро- и оогамии, коньюгации.

В результате слияния половых гамет образуется зигота —она диплоидна. При прорастании зиготы возможны два варианта:

1) зигота прорастает в новую особь;

2) при прорастании зиготы ядро ее редукционно делится и образуются 4 зооспоры, которые дают 4 новые особи.

У морских водорослей зигота прорастает без периода покоя и редукционного деления. У некоторых представителей наблюдается в цикле развития смена поколений — гаметофита и спорофита, причем обычно в жизненном цикле господствует гаплоидный гаметофит, а диплоидной часто бывает только зигота.

Зеленые водоросли широко распространены в самых разнообразных условиях — в пресных и соленых водоемах, на снегу, в горячих источниках, на почве, стволах деревьев, камнях. Вступая в симбиоз с грибами, они образуют лишайники.

Планктонные зеленые водоросли являются пищей зоопланктона и рыб, некоторые бентосные (кладофора) содержат в оболочках клеток много целлюлозы и используются для изготовления бумаги, картона. Некоторые водоросли употребляются в пищу человека. Почвенные водоросли увеличивают плодородие почв.

Класс равножгутиковые, или собственно зеленые,

Водоросли — lsocontae

Представлен разнообразными формами как подвижными, так и неподвижными, но обязательно имеющими подвижную фазу в цикле развития (зооспоры, гаметы). В зависимости от особенностей строения таллома, типа полового процесса и особенностей развития класс делится на несколько порядков (4 - 8).

 

Порядок вольвокальные — Volvocales

К этому порядку относятся одноклеточные, колониальные и многоклеточные организмы, подвижные в вегетативном состоянии, но при неблагоприятных условиях (недостатке кислорода, высыхании водоема) они теряют подвижность и покрываются слизью. Половое размножение в форме изогамии, гетерогамии, реже оогамии. Наиболее типичными представителями порядка являются хламидомонас и вольвокс (рис. 6).

Род хламидомонас - Chlamydomonas. Содержит около 320 видов. Обычно это обитатели мелких загрязненных органическими веществами водоемов, луж. Это одноклеточные водоросли самой разнообразной формы — округлой, овальной, яйцевидной с пектиново-целлюлозной оболочкой и жгутиками, с помощью которых движутся. В центре клетки имеются хроматофор чашевидной формы, ядро, на переднем конце клетки глазок и пульсирующая вакуоль. В благоприятных, условиях хламидомонас (хламидомонада) размножается бесполым путем — протопласт делится на 2, 4 и 8 частей, из которых в материнской клетке формируются зооспоры. При недостатке воды и кислорода теряет жгутики и переходит в неподвижное состояние, сохраняя жизнеспособность.

 

 

Рис. 6. Зеленые водоросли:

Л — одноклеточная водоросль хламидомонас: / — строение клетки: а — ядро; б — хроматофор; в — красный глазок; 2 — бесполое размножение; 3 — половое воспроизведение; 4 — изогаметы; 5 — копуляция; 5 — зигота; 7 — выход новых хламидомонас; Б — вольвокс

 

Половой процесс чаще изогамный, но у некоторых отмечена гетерогамия и даже оогамия. С наступлением полового процесса взрослые особи функционируют как гаметангии. Зигота проходит период покоя, после чего из нее в результате редукционного деления образуются 4 гаплоидные зооспоры. Многоклеточным представителем этого порядка является вольвокс — Volvox, он имеет вид полого шара (диаметр 2 мм), заполненного внутри слизью. У вольвокса наблюдается разделение функций между отдельными клетками колонии: — есть специальные двигательные клетки, при помощи которых происходит перемещение колонии в одном направлении, многочисленные мелкие питательные клетки и есть небольшое число крупных безжгутиковых клеток, служащих для бесполого и полового размножений. Половое размножение происходит по типу оогамии.

Порядок хлорококкальные — Chlorococcales

К этому порядку относятся одноклеточные и многоклеточные формы, во взрослом состоянии лишенные’ подвижности. Подвижны только зооспоры и гаметы. Половое размножениев форме изогамии. На влажной земле, коре деревьев и в пресных водоемах встречаются представители рода хлорококк и

хлорелла.

Род хлорококк — Chlorococcum. Это одноклеточные организмы. Клетки округлой формы, по структуре напоминающие хламидомонас, но без жгутиков и пульсирующей вакуоли. Встречаются они в виде зеленого налета на коре деревьев, заборах. Бесполое размножение происходит зооспорами, половое в виде изогамии.

Род хлорелла — Chlorella. Это одноклеточная водоросль, широко распространенная в пресных водоемах, морях, в почве, на коре деревьев. В 1 см³ ее содержится до 40 млн. особей. В последнее время большое значение уделяется изучению хлореллы. Она отличается очень высокой фотосинтетической активностью, способна использовать до 25% солнечного света (высшие растения всего 3—5%), быстро размножается и растет. С 1 га водной поверхности можно снять по крайней мере 30 т сухого вещества хлореллы. Она содержит 50% белковых веществ, 35% углеводов, 5-7% жиров и 10% минеральных солей (на сухое вещество). В хлорелле насчитывается 13 разных витаминов, она приравнивается к лимону. В процессе фотосинтеза хлорелла способна выделять объем кислорода, в 200 раз превышающий ее собственный объем.

 

Порядок улотрихальные — Ulothrichales.

 

К этому порядку относятся нитчатые многоклеточные водоросли, неподвижные, прикрепленные к субстрату.

Род улотрикс — Ulothrix. В пресных водоемах широко распространен улотрикс опоясанный — U. zonata, который имеет вид неветвящихся нитей, прикрепляющихся бесцветной базальной клеткой-ризоидом к подводным предметам (рис. 7). Клетки короткоцилиндрические, в центре с ядром и постенным хроматофором. За счет деления клеток в поперечном направлении

происходит рост нити в длину. При благоприятных условиях улотрикс размножается четырехжгутиковыми зооспорами. Осенью отдельные клетки нити превращаются в гаметангии, внутри которых развиваются двужгутиковые изогаметы. При слиянии разнополых гамет образуется четырехжгутиковая зигота, которая после свободного плавания сбрасывает жгутики и переходит в состояние покоя. Весной в результате редукционного деления зиготы образуются 4 клетки, каждая из которых прорастает в новую особь.

 

Рис. 7. Зеленые водоросли:

А — улотрикс: / — нить с зооспорами и гаметами; 2 — зооспора; 3 — гаметы и их копуляция; Б — спирогира: / — клетка спирогиры с тремя спиральными хроматофорами; 2 — нить спирогиры; 3 — конъюгация спирогиры

 

Порядок кладофоральные — Cladophorales

 

К этому порядку относятся ветвящиеся нитчатые водоросли, состоящие из крупных цилиндрических многоядерных клеток с целлюлозной оболочкой. В жизненном цикле наблюдается смена фаз развития: морфологически одинаковые особи приспособлены либо для бесполого размножения четырехжгутиковыми зооспорами, либо для полового. Это обитатели морей и водоемов с соленой и пресной водой. В пресных водоемах умеренной и холодной зон распространена кладофора заутера С. zauterii (рис. 8). Ее нити образуют большие скопления в виде шаровидных образований до 20—25 см в диаметре, которые всплывают на поверхность. Оболочки их клеток содержат много целлюлозы и используются для изготовления высококачественной бумаги.

 

Порядок сифональные — Siphonales

Это морские довольно крупные водоросли сифонального (т. е. неклеточного) строения. Таллом состоит из одной огромной многоядерной клетки.

Представитель — каулерпа (Caulerpa) растет в теплых тропических морях. Каулерпа имеет таллом, как бы расчлененный на части, напоминающие органы высших растений (рис. 8). Стеблевая часть представлена горизонтально стелющимся корневищем (до 1 м длины), от него отходят длинные корневидные ризоиды, а кверху листовидные выросты длиной до 30 см. Но все это одна клетка, которая не имеет перегородок, но пресекается целлюлозными тяжами, представляющими собой "опорные балки". Бесполое размножение зооспорами отсутствует, половое происходит по типу изогамии.

Сифональные водоросли — сравнительно немногочисленная группа. Полагают, что произошли они от одноклеточных организмов в результате разрастания клетки и дифференцирования ее частей. Этот порядок представляет собой самостоятельную линию эволюции среди зеленых водорослей, которая не получила развития, так как эволюция пошла по пути создания многоклеточного таллома с одноядерными клетками.

Рис. 8. Зеленые водоросли:

1 — кладофора; 2 — каулерпа: а — растущая верхушка слоевища; б — зачатки листовидных лопастей; в — ризоидальные ответвления; 3 — целлюлозные тяжи в слоевище (увеличено)