Тема: Водоросли красные  - Rhodophyta

Систематика

Ø         Отдел красные водоросли

• Класс Bangiophyceae

• Класс Compsopogonophyceae

• Класс Florideophyceae

• Класс Porphyridiophyceae

• Класс Rhodellophyceae

• Класс Stylonematophycea

В отдел Rhodophyta выделяются на два класса: Бангиевые – Bangiophyceae и Флоридеевые – Florideophyceae. К последнему классу относится большинство родов и видов багрянок.

Класс Бангиевые – Bangiophyceae

Включает организмы с нитчатым, разнонитчатым или пластинчатым талломом. Одноклеточные, колониальные и многоклеточные формы. Рост диффузный. Клетки одноядерные. Вегетативное размножение путем простого или множественного деления. Бесполое размножение известно только у высокоорганизованных представителей. Гаметы формируются в результате прямого превращения вегетативных клеток. Зигота делится и вся превращается в карпоспоры. Моноспоры и капроспоры голые, способны к амебоидному движению. Чередования поколений нет. Большинство представителей – пресноводные и наземные формы. Морские виды распространены в прибрежной зоне.

Порядок Бангиевые – Bangiales

Род Порфира имеет слоевище в виде тонкой блестящей пластины с ровными или складчатыми краями, состоящей из одного-двух слоев плотно соединенных клеток. Основание пластины обычно переходит в маленький стебелек с подошвой на конце. Форма пластин может варьировать от линейной до округлой, а окраска слоевища – от фиолетово-карминовой и фиолетовой до ярко-изумрудной.

Класс Флоридеевые – Florideophyceae

Многоклеточные водоросли разнообразной формы, преимущственно сложного анатомического строения, с отчетливо паренхиматозной структурой. У некоторых форм таллом обильно пропитан известью. Клетки одноядерные, реже многоядерные, сообщаются посредством плазматических тяжей через поры в клеточной оболочке. Вегетативное размножение редко, осуществляется посредством дополнительных побегов от подошвы и стелющихся ветвей. Бесполое размножение с помощью тетраспор, биспор, полиспор, изредка моноспор. Органы полового размножения очень специализированы. Зигота претерпевает сложные превращения и развивается в нити гонимобласта, на которых формируются карпоспоры. Жизненный цикл с чередованием поколений. Большинство видов – типичные морские обитатели.

Порядок Родимениевые – Rhodymeniales

Род Спарлингия (Родимения) – плоские пластины до 45 см высоты, листовидной и клиновидной формы, расширенные и пальчато рассеченные вверху, от светло-розового или светло-оранжевого до светло-красного цвета. Пластины часто имеют выросты и отверстия. Обитает в нижней части литорали и в сублиторали до глубины 10–15 м. растет на твердых грунтах и на водорослях. В основном образует смешанные с другими видами заросли. Многолетняя водоросль. Более молодые участки слоевища тоньше и темнее старых его частей. Виды рода распространены в северных и умеренных морях.

Порядок Немалиевые – Nemaliales

Род Немалион – шнуровидные слизисто-хрящеватые слоевища до 25 см высоты, светло-красные или светло-сиреневые. Растет на скалах, иногда на раковинах, камнях в приливо-отливной зоне. Образует клубковидные скопления в теплое время года. Обитает в морях умеренных и теплых широт.

Порядок Кораллиновые – Corallinales

Род Кораллина – членистые вееровидно разветвленные кустики до 10 см высоты, разветвленные, известковые, от розово-сиреневого до почти белого цвета. Размножается бесполым и половым путем.

Порядок Гелидиевые – Gelidiales

Род Гелидиум – мелкие упругие кустики, шаровидные или пучочками, высотой 3–20 см, ветвление трех-четырех порядков. Растет на камнях, раковинах, водорослях на глубине до 20 м. Виды рода распространены преимущественно в теплых морях. Агароносная водоросль.

Порядок Анфельциевые – Ahnfeltiales

Род А нфельция – прутовидные жесткохрящеватые кустики до 25–50 см длины, от светло-желтого до темно-красного и фиолетового цвета, ветвление трех-пяти порядков. Есть прикрепленные и свободно лежащие в пластах формы. Многолетняя водоросль. Растет медленно, неприкрепленная форма размножается только вегетативно. Обитает в проточных местах, прикрепляется к камням или лежит на илисто-песчаных грунтах. Распространена в северных и умеренных морях.

Тема: Водоросли красные  - Rhodophyta

Цель: Изучить происхождение, биологию, систематику и значение красных водорослей.

План лекции:

1. Происхождение

2. Биология

3. Систематика

4. Экология и значение в природе

5. Химический состав

6. Использование

Красные водоросли помимо хлорофиллов «а» и «d» и каратиноидов содержат воднорастворимые пигменты фикобилины (фикоэритрины красного цвета, фикоцианины и аллофикоцианин синего цвета). Окраска таллома от малиново-красной до голубовато-стальной.

Хлоропласты одеты оболочкой из 2 мембран (хлоропластная эндоплазматическая сеть), содержат одиночные тилакоиды. Хлоропласты чаще всего имеют форму зерен и пластинок. Запасное вещество – полисахарид «багрянковый крахмал».

Жгутиковые стадии отсутствуют. Клетка одета оболочкой из пектина и гемицеллюлозы, может сильно набухать. Нередко в стенках откладывается известь. Строение таллома нитчатое и пластинчатое, известны одноклеточные коккоидные формы (порфиридиум).

Большинство видов красных водорослей – многоклеточные сложноустроенные организмы, размеры которых могут достигать 1–2 метров и только примитивные представители имеют одноклеточное или колониальное строение. Встречаются как однолетние, так и многолетние виды, возраст которых обычно составляет 3–6 лет.

Размножение. У красных водорослей встречается три способа размножения: вегетативное, бесполое и половое. Бесполое размножение осуществляется с помощью различных спор. Споры могут располагаться в спорангии по одной, две и четыре; они называются соответственно моноспоры, биспоры и тетраспоры. Тетраспоры могут располагаться в тетраспорангиях по-разному: друг над другом – линейно, или зонально, крестообразно и в углах тетраэдра. Половое размножение у красных водорослей оогамное, оно имеет ряд особенностей, не встречающихся у других групп водорослей. Мужские половые клетки – спермации, лишены жгутиков и пассивно с током воды переносятся к женским половым органам – карпогонам. Карпогон красных водорослей имеет вид колбы. У большинства красных водорослей карпогон формируется на конце короткой ветви, называемой карпогонной ветвью. Клетка, дающая начало карпогонной ветви, называется поддерживающей.

Спермации формируются по одному в сперматангиях, которые в свою очередь образуются на материнских клетках. Зрелый спермаций одноядерный и лишен жесткой клеточной стенки, окружен слизью, может содержать хлоропласты. Спермаций пассивно переносится токами воды, контактирует с вытянутой частью карпогона - трихогиной, которая расположена над поверхностью женского гаметофита. Стенки спермациев и трихогины в месте контакта растворяются, мужское ядро проходит через центральный канал в трихогине и сливается с гаплоидным ядром карпогона. Дальнейшее развитие у видов различных порядков имеет свои особенности.

Жизненный цикл. У большинства Rhodophyta после оплодотворения женских гамет – карпогонов мужскими гаметами – спермациями из зиготы после многократных клеточных слияний возникает многоклеточное нитчато-паренхимное образование – карпоспорофит. Он представляет собой гонимобласт, в котором развиваются диплоидные клетки – споры полового размножения, или карпоспоры, прорастающие в новое диплоидное растение – спорофит. Гонимобласт, или цистокарп – это комплекс плаценты, от которой отходят нити гонимобласта с карпоспорангиями на окончаниях и покровов гонимобласта – обвертки. В гонимобластах все клетки имеют диплоидный набор хромосом.

В цикле развития флоридеевых чередуются диплоидный спорофит, на котором происходит редукционное деление при образовании спор бесполого размножения, гаплоидный гаметофит мужской и женский, и паразитический диплоидный карпоспорофит, который развивается на женском гаметофите. У некоторых красных водорослей (Мастокарпус) карпоспорофиты могут возникать без оплодотворения.

У ряда Флоридеевых гонимобласт окружает оболочка. В таком случае эта структура называется цистокарп. В карпоспорангияхбразуются карпоспоры, которые прорастают в диплоидный тетраспорофит. На тетраспорофите в тетраспорангиях происходит редукционное деление. Гаплоидные тетраспоры прорастают в гаплоидный гаметофит. Этот жизненный цикл с чередованием поколений: одного гаплоидного – гаметофит и двух диплоидных – карпоспорофит и тетраспорофит – встречается у большинства красных водорослей, но существует ряд отклонений от него, в зависимости от вариабельности условий в окружающей их среде.

Многие фикологи считают цистокарп самостоятельной генерацией, или дополнительной фазой жизненного цикла. Карпоспорофит – третья фаза жизненного цикла багрянок, которая развивается на женском гаметофите и ведет паразитический образ жизни. Итак, у родофит преобладает гаплодиплобионтный цикл с 3 многоклеточными фазами, две из которых диплоидные. Происхождение таких сложных жизненных циклов, в которых от одного оплодотворения может возникнуть один или несколько цистокарпов с сотнями или тысячами диплоидных карпоспор – это эволюционная компенсация за потерю жгутиков и компенсаторная адаптация на низкую степень оплодотворения, которая обеспечивает выживание и умножение диплоидных спор с двойной (материнской и отцовской) наследственностью.

Жизненный цикл не всегда жестко закреплен. Если нет условий для развития одной из фаз, раз за разом, пока не изменятся факторы среды, возобновляется одна и та же фаза – или гаметофит, или спорофит. Такой цикл называют гетероморфным с нерегулярной сменой форм развития. Он отмечается у Мастокарповых. Существуют изоморфные циклы с регулярной сменой форм развития, когда половая и бесполая формы представлены внешне одинаковыми самостоятельными свободноживущими генерациями. Такой цикл развития характерен для Грацилярии, Хондруса, Мазеллы.

Систематика

Ø         Отдел красные водоросли

• Класс Bangiophyceae

• Класс Compsopogonophyceae

• Класс Florideophyceae

• Класс Porphyridiophyceae

• Класс Rhodellophyceae

• Класс Stylonematophycea

В отдел Rhodophyta выделяются на два класса: Бангиевые – Bangiophyceae и Флоридеевые – Florideophyceae. К последнему классу относится большинство родов и видов багрянок.

Класс Бангиевые – Bangiophyceae

Включает организмы с нитчатым, разнонитчатым или пластинчатым талломом. Одноклеточные, колониальные и многоклеточные формы. Рост диффузный. Клетки одноядерные. Вегетативное размножение путем простого или множественного деления. Бесполое размножение известно только у высокоорганизованных представителей. Гаметы формируются в результате прямого превращения вегетативных клеток. Зигота делится и вся превращается в карпоспоры. Моноспоры и капроспоры голые, способны к амебоидному движению. Чередования поколений нет. Большинство представителей – пресноводные и наземные формы. Морские виды распространены в прибрежной зоне.

Порядок Бангиевые – Bangiales

Род Порфира имеет слоевище в виде тонкой блестящей пластины с ровными или складчатыми краями, состоящей из одного-двух слоев плотно соединенных клеток. Основание пластины обычно переходит в маленький стебелек с подошвой на конце. Форма пластин может варьировать от линейной до округлой, а окраска слоевища – от фиолетово-карминовой и фиолетовой до ярко-изумрудной.