Лекція 4. Систематический образ водорослей.

План

1. Систематичний огляд основних відділів водоростей

- зелені водорості

- динофітові водорості

- золотисті водорості

- діатомові водорості

- жовто-зелені водорості

- евгленові водорості

- харові водорості

- синьо-зелені водорості

- червоні водорості

- бурі водорості

2. Поширення водоростей у водоймах

Зелені водорості – Chlorophyta - одноклітинні, колоніальні та багатоклітинні (нитковидні та пластинчасті), та неклітинної будови (сифонові водорості). Рухливі форми – 2-4 джгутиками і світлочутливим вічком. Клітини найчастіше з целюлозною оболонкою. Мають подібність до вищих рослин: містять тіх ж самі пігменти (хлорофіли а і b, каротини, ксантофіли), запасна речовина – крохмаль; однаковий склад ферментів .які беруть участь у фотосинтезі. Як і для вищих рослин. Для зелених водоростей властиве правильне чергування поколінь – безстатевого (розмноження зоо- та апланоспорами, акинетами) та статевого (ізо-, анізо-, оогамія, кон’югація). Електронно-мікроскопічні дослідження виявило багато ознак, які доводять спорідненість зелених водоростей та вищих рослин.

Близько 400 родів, які містять від 13 до 20 тис. видів. Поширені переважно в прісних водоймах, але живуть і в морях. . Деякі живуть на стовбурах дерев, в ґрунті, є компонентами лишайників та симбіонтами тварин. Одноклітинні та колоніальні.

Зелені водорості, розмножуючись масово, викликають цвітіння води. Деякі сифонові та улотриксові водорості використовуються в їжу. Проводяться успішні дослідження з культивації одноклітинних зелених водоростей (хлорела, сценедесмус та ін..) як джерела їжі та корму, а також для регенерації повітря в замкнених системах(космічні кораблі, підводні човни).

До відділу Динофітові водорости (Dinophyta; застаріла назва пірофітові Pyrrophyta) належать представники декількох морфологічних типів., з яких домінує монад ний – одноклітинні джгутикові організми, які часто називають динофлагелятами. Розташований вздовж поздовжньої вісі джгутик забезпечує рух вперед, другий, перпендикулярний першому – обертальний рух. Хлоропласти бурі, містять хлорофіл ата с, а також ксантофіли. Поряд з фототрофним у деяких динофітових живлення гетеротрофне (осмо- та фаготрофне). Є незабарвлені форми, деякі паразитують на водяних організмах. Запасні речовини – крохмаль та жири. Розмножуються діленням, рідше – зооспорами з таким самим розташуванням джгутиків, як і у вегетативної клітини. Статевий процес відомий лише у окремих представників. При несприятливих умовах утворюють цисти.

Близко 120 родів, 1200 видів. Спадають значну частину планктону прісних водойм та морів. Масовий розвиток динофітових викликає цвітіння водойм, так звані «червоні припливи». , яки призводять до отруєння молюсків та риб (водорості виділяють токсичну речовину сакси токсин). Деякі динофітові водорості – симбіонти найпростіших та кишковопорожнинних. Попередня назва динофітових Пірофітові. В сучасних зоологічній систематиці динофітові розглядаються як клас найпростіших рослинні джгутиконосці (Phytomastigophorea).

До відділу золотисті водорості (Chryzopyta) належать одноклітинні, колоніальні, рідше багатоклітинні (нитчасті, пластинчасті), плаваюі або прикріпленні організми, довжиною до 2 см. Хлоропласти золотисто-жовті або бурі, містять хлорофіли а, інколи хлорофіли b , інколи хлорофіли с, каротиноїди. Забарвлення зумовлене фукоксантином. Деякі гетеротрофи живляться голозойно. Запасні речовини – хризоламінарин та олії. Більшість золотистих водоростей рухливі, з 1-2 джгутиками або псевдоподіями, скоротливими вакуолями та вічком, деякі з панциром з лусочок або замкнені в «хатку». Безстатеве розмноження діленням та зооспорами. Статевий процес відомий лише у декількох видів. Здатні утворювати окам’янілі цисти. Поширені широко по всій земній кулі, але головним чином в помірних широтах . Зустрічаються головним чином в чистих прісних водах. Характерні для кислих вод сфагнових боліт, рідше живуть в морях і солоних водойм, в ґрунтах – одиничні види. Золотисті водорості - типові представники фітопланктону, важлива ланка трофічних циклів водойм, де вони є первинними продуцентами органічних речовин. Інколи викликають «цвітіння» води, призводять часто до загибелі риб. Особливо небезпечний масовий розвиток Prymnesium parvum, який виділяє нейротоксин.

Діатомові водорості – Diatomaeae – кременисті водорості (Bacillariophyta).Одноклітинні, мікроскопічні (від 4 до 2000 мкм), одиночні або колоніальні організми. Характерна особливість – наявність твердої двостулкової кремнеземної оболонки – панцира. Холропласти містять хлорофіли а та с, та фукоксантин, який надає діатомовим бурого кольору. Запасні речовини – олії, волютин та хризоламінарин. Розмножуються діленням та статевим шляхом (ізогамія без джгутикових гамет, кон’югація, автогамія та оогамія). Переважно фототрофні організми. Два класи: пеннатні діатомеї (Pennatophyceae), наприклад, навікули, з двобічно-симетричними стулками, у багатьох форм на центральній вісі - щілеподібний отвір (шов). Центричні діатомеї (Centrophyceae), наприклад, мелозіра, циклотела, з радіально-симетричними стулками, без шва.

Близько 300 родів, більше 12 тис. сучасних та викопних видів. Широко розповсюджені в континентальних водоймах, морях, ґрунті; в Антарктиці утворюють щільний наліт на нижньому боці льодів. Діатомові водорості – найважливіші продуценти органічної речовини (близько 25% світової первинної продукції, яка створюється рослинами). Відомі з юрського періоду. Масові скупчення стулок Діатомових водоростей утворюють гірську породу діатоміт, яка має промислове значення, на дні сучасних морів – діатомові мули. Інколи діатомові відносять до найпростіших. На визначенні таксономічної приналежності викопних діатомей заснований діатомовий аналіз, який застосовують в палеонтології.

До відділу жовто-зелені водорості належить морфологічно різноманітна група – одно- та багатоклітинні прикріплені, вільно плаваючі, монадні, амебоїдні, колоїдні, нитчасті, пластинчасті,сифон альні організми. Комбінації пігментів, які містяться в жовто-зелених водоростях визначають їх забарвлення – світло- або темно-жовту, рідше зелену або блакитно. Це хлорофіли а, с, та α та β-каротини, ксантофіли. Вегетативне розмноження – діленням, безстатеве – зоо- та апланоспори ( у небагатьох статевий процес ізогамія0. Близько 84 родів, 350 видів. Жовто-зелені водорості – представники планктону, головним чином в прісних водойм, рідше в морях, оселяються також на вологих грунтах. Раніше називалися різно джгутиковими водоростями.

Евгленові водорості Evglenophyta – одноклітинні мікроскопічні водорості (довжиною від 4 до 500 мкм) рухливі організми, рідше прикріплені і колоніальні. Не мають справжньої оболонки; захисну роль виконує зовнішній шар ектоплазми – пери пласт. Деякі – трахеломонас - оточені щільною «хаткою», просякнута солями заліза та мангану. На передньому кінці клітини – заглиблення (глотка), з якого виходять 1-2 джгутика. Є вічко та пульсуючі вакуолі. Хлоропласти містять хлорофіли а та b. Здатні до мікотрофного живлення. Існують безбарвні види, які живляться осмо- та фаготрофно, тому деякі зоологи відносять евгленових до найпростіших. Запасна речовина – парамілон. Розмноження діленням. Статевий процес точно невідомий. Деякі п за несприятливих умов утворюють цисти. Від 1 до 6 поріядків. Близько 40 родів, 900 видів, з них 250 безбарвних. Живуть переважно в невеликих прісних, переважно евтрофних водоймах. Деякі є індикаторами ступеню забрудненні вод. Багато видів беруть участь у самоочищенні водойм. Рід евглена – об’єкт лабораторних досліджень . Деякі зоологи відносять до відділу фітомастигіни, рослинні джгутикові організми.

Харові водорості – Charophyta – харофіти. Нерідко відносять до зелених водоростей, припускають спільне походження. Відомі з силурійського періоду. Зовні подібні з деякими вищими рослинами (хвощ, роголисник). Слані звичайно висотою 20-30 см, інколи до 1-2 м, бічні гілки обмеженого росту, розташовані лутовками на багатоклітинних вузлах. Міжвузля з 1 довгої клітини, яка може обростати корою з вузьких клітин. Оболонки клітин інколи просякнуті вапном. Хлоропласти зелені, містять хлорофіли а та b, з додаткових пігментів лико пін. Запасна речовина – крохмаль. Розмноження вегетативне (відірваними частинами і одно- та багатоклітинними бульбочками) та статеве (оогамія). Мейоз при проростанні ооспор. ! клас, 1 порядок, 2 відокремлені родини нителові та власне харові, 6 родів, найбільш звичайні хара та нитела, близько 300 видів.

Зростають на мулистих ґрунтах в прісних водоймах та на певних ділянках моря (на глибині 1-5 м), часто утворюють підводні луки. Інколи використовуються в сільському господарстві як добрива. Харові водорості – класичні об’єкти цитологічних досліджень, зокрема біопотенціалів.

Синьозелені водорості - Cyanophyta, Cyanomycota –за будовою клітин, в тому числі організацією ядерного апарату, їхнього складу та генетичними властивостями належать до прокаріотів. На тій підставі їх належать до бактерій та називають ціанобактеріями. Припускають, що царств (надцарство) прокаріот має 2 гілки Bacteria та Cyanophyta. Підставою є наявність у Cyanophyta типових водоростевих пігментів і більш складна структура. Одночасно Cyanophyta включається в ботанічну класифікацію, яка є філогенетичною . Фотосинтезуючі організми, містять хлорофіли а, каротиноїди, та особливі пігменти фикобіліпротеїди, які знайдені тільки ще тільки у червоних водоростей та крипто монад. Забарвлення синьо-зелена або рожевувата. Одноклітинні та багатоклітинні (нитчасті), мікроскопічні, але часто утворюють великі скупчення у вигляді корок та кущиків висотою до 20 см (в тропічних морях). Розмноження діленням (у одноклітинних), спорами, акінетами, фрагментами ниток (гормогоніями). Розрізняють три класи: хроококові, хаме сифонові, горомгонієві водорості. Близько 150 родів, 2000 видів, розповсюджені широко. Зростають в найрізноманітніших умовах у воді та на суші. У багатьох видів знайдена здатність до азотфіксації. Синьозелені водорості входять до складу планктону та бентосу прісних водойм та морів, живуть на поверхні ґрунту, в гарячих джерелах, з температурою до 80⁰ С, ряд видів живе у вапняковому субстраті. Синьо-зелені водорості – піонери життя в крайніх умовах існування (в горах, в арктиці, в антарктиці). Часто вступають у симбіотичні відносини з іншими організмами: одноклітинними водоростями, втративши ми хлоропласти, найпростішими, грибами (лишайники), моховидними, папоротеподібними, саговниковими, покритонасінними. Виконують роль азот фіксаторів та використовують як добрива (наприклад, на рисових полях). Нерідко викликають цвітіння води у водоймах. Деякі використовуються в їжу (носток, спіруліна). Масово культивують для одержання харчового білка (спіруліна). У викопному стані відомі з докембрію. Інколи виділяють в підцарство Cyanobionta.

Бурі водорості – Phaeophyta –багатоклітинні, переважно макроскопічні водорості довжиною до 60 м. Слань жовтувато-бурі через велику кількість фукоксантина та інших ксантофілових пігментів, містять хлорофіли а та с. В клітинних стінках – альгінова кислота та фукоідин. Цитоплазма включає фізоди – пухирці з дубильними речовинами. Запасні речовини – ламінарин та маннітол, рідше – олії. Для бурих водоростей характерні: багатоклітинні волоски з базальною зоною росту; багатогніздні містилища, які функціонують як гаметангії або спорангії. Зооспори та гамети з двома джгутиками, прикріпленими з боків. Статевий процес – ізо-, анізо- та оогамія. Цекл розвитку ізоморфний або гетероморфний. Два класи: феозоспорові водорості, циклоспорові водорості. Близько 250 родів (з рода – прісноводні, інші – морські), близько 1500 видів. Ростуть в усіх морях, в холодних водіх утворюють великі зарості. Використовуються в їжу, на корм худобі, в медицині, для одержання альгінатів, маннітолу, кормового борошна.

Червоні водорості, багрянки - Rhodophyta -. викопні відомі з крейдяного періоду. Слані багатоклітинні,рідко – одноклітинні (у барієвих), складного морфологічнї та анатомічної будови. Хлоропласти містять хлорофіли а та b, каротиноїди та специфічні пігменти фікобіліни, різні співвідношення яких визначають забарвлення. Від яскраво-червоної до блакитно-зеленої та жовтої. Запасна речовина – вагранковий крохмаль, наближений до амілопектину та глікогену. Джгутикові стадії зовсім відсутні (характерна відміна червоних водоростей від інших відділів). Розмноження вегетативне, статеве (оогамія) та безстатеве. Жіночі статеві органи – кар погони – розвиваються на кінцях так званих кар погонних ниток, будова та характер утворення яки х – одна з систематичних ознак. Спорофіти та гамето фіти подібної та відмінної будови. «класи – бангієві водорості та флоридеєві водорості. Більше 600 родів, близько 3800 видів. Живуть переважно в морях, близько 5% видів – в прісних водоймах та на ґрунті. На великих глибинах часто переважають над іншими групами водоростей. Вживаються в їжу (порфіра, грацилярія та ін..), використовуються в медицині для одержання агару та гагароподібних речовин (анцфельдія, філофора, грацилярія). Систематичне положення червоних водоростей не з’ясоване, інколи їх вважають найбільш примітивною групою водоростей. За іншими поглядами та системами – високоспеціалізованою групою водоростей. За біохімічними особливостями та рядом пристосувань найближче до синьо-зелених водоростей.