Водоросли – algae Общая характеристика водорослей

Водоросли - это низшие, т.е. слоевцовые или талломные (лишенные расчленения на стебель и листья) споровые растения, содержащие в своих клетках хлорофилл и живущие преимущественно в воде.

В историческом плане водоросли представляют собой первый этап в развитии всего зеленого ствола растительного мира, а в общем круговороте веществ в природе играют огромную роль как первичное звено всех пищевых связей в водной среде и гигантский поставщик кислорода в атмосферу.

Тело водорослей - слоевище, слоевцо или таллом. Размножаются водоросли или вегетативно, или с помощью спор, т.е. относятся к споровым растениям.

Водоросли весьма разнообразны. Учет особенностей их строения, размножения и развития позволяет прийти к убеждению, что ныне живущие водоросли не представляют собой монолитной группы организмов, объединяемых единством строения и происхождения.

Рис. 1. Красная водоросль

Batrachospermum moniliforme

(Фото Е.Н.Патовой)

Общепризнано, что водоросли представляют собой совокупность нескольких отделов растений, самостоятельных по своему происхождению и эволюции. Отделы различаются по набору пигментов и деталям тонкой структуры фотосинтетического аппарата (хроматофоров), по продуктам фотосинтеза, накапливающимся в клетке, по строению жгутикового аппарата. Чаще всего выделяют следующие отделы:

Cyanophyta (Cyanoprokariota/ Cyanobacteria) - Сине-зеленые водоросли.

Prochlorophyta - Прокариотические зеленые водоросли

Pyrrophyta - Пирофитные водоросли.

Chrysophyta - Золотистые водоросли.

Diatomeae = Bacillariophyta - Диатомовые водоросли.

Xanthophyta - Желто-зеленые водоросли.

Phaeophyta - Бурые водоросли.

Rhodophyta - Красные водоросли.

Euglenophyta - Эвгленовые водоросли.

Chlorophyta - Зеленые водоросли.

Charophyta - Харовые водоросли.

Рис. 2. Харовая водоросль

Chara vulgaris (Фото Е..Н.Патовой)

Все эукариотные водоросли (кроме красных) ведут свое происхождение от различно окрашенных предковых жгутиковых - одноклеточных, активно подвижных в воде организмов, снабженных жгутиками. Одно из самых важных доказательств такого происхождения, помимо сходства строения и химизма клетки, - наличие подвижных (жгутиковых) репродуктивных стадий у неподвижных в вегетативном состоянии водорослей.

Рис.3. Синезелёная водоросль

Nostoc pruniforme

(Фото Е..Н.Патовой)

В эволюции отделов водорослей наблюдается параллелизм. Он выражается в том, что в разных, самостоятельных по своему происхождению отделах водорослей встречаются аналогичные ступени морфологической дифференциации таллома или структуры. Основными типами строения таллома водорослей являются:

1) Амебоидная структура представлена одноклеточными организмами, лишенными твердой клеточной оболочки и постоянной формы тела. Передвижение осуществляется при помощи цитоплазматических отростков - ризоподий.

2) Монадная структура свойственна одноклеточным организмам с твердой клеточной оболочкой. Она характеризуется наличием у клеток одного, двух или нескольких жгутиков, с помощью которых они активно двигаются в воде. Разновидность монадной организации - подвижные (с помощью жгутиков) колонии и ценобии.

3) Коккоидная структура характеризуется отдельными клетками, снабженными твердой оболочкой и в вегетативном состоянии постоянно лишенными жгутиков или псевдоподиев (рис. 4).

Рис.4. Коккоидная структура у зеленых водорослей: 1 - одиночная клетка Chlorococcum; 2 - одиночная клетка Characium; 3 - колония Sphaerocystis, образованная слизью; 4 - колония Coelastrum, образованная срастанием клеток.

4) Пальмеллоидная структура представляет собой неподвижные клетки, погруженные в общую слизь (рис.5).

Рис. 5. Пальмеллоидная структура и пальмеллевидное состояние: 1 - пальмеллоидная структура у золотистой водоросли Hydrurus (часть таллома); 2 - пальмеллевидное состояние у зеленой водоросли Chlamydomonas.

5) Нитчатая структура представлена клетками, соединенными в нити, простые или разветвленные (гетеротрихиальные). Клетки в нитчатых слоевищах тесно связаны друг с другом, во многих случаях имеются поры и плазмодесмы, проходящие через поперечные клеточные перегородки (рис.6).

Рис. 6. Нитчатая структура у сине-зеленых водорослей: 1 - простейшее строение нити с диффузным ростом у Oscillatoria; 2 - нить с дифференцированным основанием у Endonema; 3 - верхушка нити у Rivularia, вытянутая в волосок; 4 - интеркалярный рост у Gloeotrichia; 5 - апикальный рост на концах ветвей у Scytonema; 6 - базальный рост у Calothrix.

6) Пластинчатая структура характеризуется многоклеточными слоевищами в форме пластинок, состоящими из одного, двух или нескольких слоев клеток (рис.7).

Рис.7. Пластинчатая структура у зеленой водоросли Prasiola: однорядная нить, разрастающаяся в однослойную пластинку.

7) Сифональная структура характеризуется отсутствием клеточных перегородок, поэтому талломы, имеющие большую внешнюю расчлененность, формально представляют собой одну клетку с большим количеством ядер. В этом случае часто говорят о неклеточном строении.

Рассмотренные структуры относятся либо к одноклеточным формам, или являются либо к многоклеточным (колониальные формы рассматриваются как разновидность одноклеточного строения).