Практически в каждом водоёме на всей поверхности земного шара можно встретить такой уникальный организм, напоминающий по своему составу растение, как водоросль.
Что такое водоросли
Водоросли – это особая группа одноклеточных или многоклеточных организмов, обитающих преимущественно в водной среде. Это довольно обширная группа низших растений. Среда обитания их настолько велика, что найти можно везде, как в океанах, так и в морях, озёрах, реках, прочих водоёмах, на влажной почве и даже коре деревьев.
Водоросли - это, как одноклеточные простейшие организмы, так и многоклеточные колониальные. Оболочки многоклеточных водорослей состоят из целлюлозы, которые присоединяются друг другу с торца.
Корневая система у них отсутствует. Вместо этого, водоросли прикрепляются к поверхности при помощи специальных отростков – ризоидов.
Водоросли – это главный источник органики на всей Земле. Практически все пищевые цепи начинаются именно с них. Более того, они служат источником питания для многих обитателей водной среды.
Также водоросли пригодны для изготовления удобрений, корма для животных, ну и, конечно же, могут употребляться в пищу человеком.
Происхождение водорослей
До сих пор нет единого мнения о происхождении водорослей и их точном возрасте из-за того, что этот вид организмов представлен большим разнообразием. Более того, не сохранилось ни единого примера ископаемых образцов и невозможно установить, какие этапы эволюции этот вид организмов прошёл.
Биологи всего мира убеждены в том, что ни одно растение в мире не сравнится с целебной силой морских водорослей, так как существует теория о зарождении жизни в море, а значит, именно в них содержится уникальный биологический состав.
Однако существует мнение, что зелёные и жёлтые водоросли появились на Земле около 3 млрд лет назад. Вначале они возникли в виде одноклеточных и лишь потом колониальных. И именно появление этого вида организмов привело к формированию на Земле кислородной атмосферы и озонового слоя, что впоследствии привело к зарождению жизни. Около миллиарда лет назад появились многоклеточные сложные водоросли.
Виды водорослей
Современной биологии известны более 30 тысяч видов водорослей. Однако все их можно объединить в особые группы:
- Эвгленовые или одноклеточные. Самые маленькие водоросли.
- Пирофитовые водоросли, мембрана которых состоит из целлюлозы.
- Диатомеи. Они состоят из клеток с так называемым двойным панцирем.
- Золотистые водоросли. Здесь возможно встретить как одноклеточные, так и многоклеточные, однако все они пресноводные золотистого или буро-жёлтого цвета.
- Жёлто-зелёные. Их очень часто объединяют с предыдущей группой.
- Зелёные. Их можно обнаружить невооружённым глазом, например, на коре деревьев.
- Харовые водоросли. Это уже многоклеточные водоросли, которые нередко объединяются с зелёными. Высота стебля колеблется от 2,5 см до 10 см.
- Красные водоросли. Так называются из-за присутствия в их составе особого элемента – фитоэритрина, который и окрашивает их в красный цвет. Обитают эти водоросли преимущественно на большой глубине в морях.
- Бурые водоросли. Самый совершенный вид. Обитают они на большой глубине и способны создавать заросли, такие, например, как в Саргассовом море. Ризоиды у них плотно прикреплены к поверхности, так что оторвать их практически невозможно.
Распространение водорослей в природе
По способу существования водоросли делятся на две большие группы: это водные и живущие на суше – вне воды.
В свою очередь, водные можно поделить на несколько категорий:
- Планктонные. Находятся в воде в подвешенном состоянии. При этом абсолютно приспособлены к такому образу жизни.
- Бентические. Обитают на дне водоёмов.
- Перифитонные. Обитают на подводных скалах, обрастают глубоководные предметы.
- Нейстонные. Этот вид водорослей плавает в полупогруженном состоянии. Одна часть находится над поверхностью воды, другая обязательно должна быть погружена в воду.
Водоросли, живущие суше, делятся на две подгруппы:
- Аэрофитон. Водоросли, которые обрастают наземные предметы, поваленные объекты, пни.
- Водоросли, растущие на поверхности почвы.
Помимо вышеуказанных видов, встречаются такие, которые живут в солёных водоёмах, на снегу или льду, а также обитают в известняковом субстрате.
Каким образом размножаются водоросли
Давайте разбираться с основным вопросом статьи. В природе водоросли размножаются тремя способами. Каждый из них имеет свои особенности.
- Водоросли размножаются вегетативно. Это такой способ размножения, при котором взрослая особь делится надвое или, например, происходит отделение почки от материнского тела. Затем вновь образованные клетки делятся на две и четыре клетки, из которых впоследствии вырастает взрослая водоросль.
- Бесполое размножение. Такой вид, при котором внутри клетки водоросли происходит деление протопласта, с последующим его выходом наружу и отделением от материнской клетки.
- Водоросли размножаются спорами, которые образуются в специальных органах - спорангиях.
- Половое размножение. Заключается в слиянии двух клеток, гамет, в результате чего появляется зигота, которая впоследствии вырастает в новую особь или даёт зооспоры. Причём зиготы различных водорослей после своего образования ведут себя по-разному. У одних они впадают в период покоя, который может длиться до нескольких месяцев. А другие же прорастают сразу в новый слой или слоевища.
Примечательно то, что каждый вид водорослей размножается по-разному. Этот вопрос изучает школьная программа. И часто ученики слышат вопрос от учителя: "Как размножаются водоросли? Опишите размножение водорослей." Ответить на него просто, если изучить материал подробно.
Когда водоросли размножаются бесполым путём. Виды бесполого размножения
Это наиболее простой вариант. Бесполым путём или вегетативно водоросли размножаются преимущественно только в благоприятных для них условиях. Это значит, когда вода в водоёме имеет определённую температуру и условия максимально способствуют бесполому размножению.
Если же в водоёме или окружающей среде происходят резкие перепады температур, загрязнение или переполнение обитателями, в этом случае водоросли приступают к половому размножению.
Бесполое размножение можно поделить на несколько видов:
- Водоросли размножаются вегетативно – происходит разделение вегетативных клеток.
- Споруляция. Или по-другому водоросли размножаются с помощью специальных клеток. Эти клетки носят название споры.
Когда водоросли размножаются бесполым путём, существует лишь один родитель, от которого наследуются все существующие геномы. Но в случае мутаций, генетический материал может значительно измениться.
Зачастую один организм может размножаться как бесполым путём, так и вегетативным.
Вегетативное размножение водорослей
Вегетативное размножение характерно в большинстве случаев для бурых водорослей.
При этом способе размножения части водоросли (талломы) отделяются от существующих, без каких-либо изменений, а образованные новые клетки получают в наследство часть материнской оболочки.
Вегетативно могут размножаться как одноклеточные, так и многоклеточные водоросли. Причём у одноклеточных клетка делится на две, а у многоклеточных отделение происходит пластами или целыми слоевищами, колониями. У нитчатых водорослей вегетативный способ размножения происходит путём разделения нитей на их отдельные фрагменты.
При этом не все водоросли из отряда колониальных представителей могут размножаться вегетативно, так же как и у одноклеточных наряду с вегетативным способом размножения может существовать и половой путь.
Бурые водоросли, как уже говорилось выше, размножаются именно этим способом, при помощи специальных выводковых веточек. Аналогичным способом размножаются все виды саргассов в Саргассовом море.
Размножение спорами
Помимо вегетативного размножения водоросли размножаются с помощью спор. Это определённый подвид бесполого размножения.
Споры образуются в специальных органах, так называемых спорангиях или зооспорангиях. При рассеивании спора начинает прорастать и затем образуется новая взрослая самостоятельная особь.
Подвижные споры со жгутиками, способные к передвижению, называют зооспорами.
Вариант бесполого размножения спорами можно рассмотреть на примере такой водоросли, как улотрикс. В благоприятных для нее условиях жизни от существующей материнской нити отделяются её фрагменты, которые содержат споры. Они плавают в свободном состоянии, затем, прикрепившись к подводному предмету, начинают активно делиться и образуют новую нить водоросли. Нужно заметить, что этот вид водоросли может одновременно размножаться как бесполым путём, так и половым.
Замечено, что можно простимулировать образование спор у некоторых видов нитяных водорослей, для этого в среде обитания должно произойти повышение углекислоты.
Функцию бесполого размножения в этом случае выполняют особи под названием спорофиты, то есть образующие споры.
Половой путь размножения
Помимо вышеперечисленных способов водоросли размножаются половым путём. Он характеризуется, прежде всего, оплодотворением, то есть слиянием двух клеток — гамет. После этого образуется зигота, которая впоследствии и становится родоначальницей нового организма.
У водорослей существует несколько способов полового размножения:
- Изогамия – подразумевает под собой слияние двух одинаковых по размеру и строению гамет.
- Гетерогамия. Так называют слияние двух гамет, при которой одна больше другой. Причём та, которая больше размером, как правило, женская.
- Оогамия. При этом способе размножения происходит слияние малоподвижной женской клетки с подвижной мужской гаметой.
- Конъюгация. Под этим понятием подразумевают такой тип размножения, при котором происходит соединение двух вегетативных клеток, лишённых жгутиков.
У примитивных водорослей одна и та же особь способна как половому, так и бесполому размножению. У наиболее развитых функцию выполняют особи под названием гаметофиты, то есть образующие гаметы.
Примеры размножения водорослей
Примером вегетативного размножения водорослей может послужить фукус. На главном его талломе образуются дополнительные аналогичные по строению талломы, которые впоследствии дают начало новому организму.
Бесполое размножение, то есть деление на две клетки, можно наблюдать у эвглены.
Хламидомонада – это водоросль, размножение которой происходит как половым путём, так и бесполым, при помощи спор (зооспор), имеющих жгутики.
Другим примером полового размножения могут служить бурые водоросли, такие как ламинария. У этого вида встречаются три способа полового размножения, такие как изогамия, геторогамия, оогамия.
Хлорелла – микроскопическая зелёная водоросль. Размножается исключительно бесполым путём, при помощи спор.
Красные водоросли (багрянки) размножаются двумя путями, один из которых половой. Отличительной чертой его является образование мужских гамет без жгутиков. При этом женские гаметы остаются на водоросли, а мужские переносятся к ним при помощи течения.
Значение водорослей в природе
Водоросли – самые многочисленные и важные для всей планеты фотосинтезирующие организмы. Их распространение настолько широко, что встретить их можно не только в морях, океанах, реках, озёрах, но также и в малых водоёмах, в том числе искусственных, и даже лужах. Их можно наблюдать в виде небольших зеленоватых пятен на поверхности практически каждого водоёма. Значение водорослей в природе велико.
Помимо того что они выделяют достаточно большое количество кислорода, они служат местом обитания для многих водных животных, участвуют в формировании плодородного слоя почвы. Многие водоросли употребляются в пищу, а также служат основным источником в добыче особых пищевых компонентов. Также их используют для приготовления различных лекарств и косметических средств.
Водоросли - это уникальные по своему составу и способу размножения организмы. Сочетают они в себе нескольких видов размножения, а точнее: половой, бесполый и вегетативный. Это практически делает их бессмертными. Более того, этот вопрос очень занимательный, ведь не зря учителя биологии по всей стране добиваются от своих учеников ответа на вопрос: "Как размножаются водоросли? Опишите размножение водорослей."
