Лекция 2 Систематика водорослей Отдел Синезеленые водоросли Отдел

Лекция 2. Систематика водорослей Отдел Синезеленые водоросли Отдел Красные водоросли Отдел Зеленые водоросли Охрофитовые водоросли • Отдел Диатомовые водоросли • Отдел Бурые водоросли

1. Надцарство Прокариоты (Procaryota). Царство Бактерии (Bacteria). Подцарство Цианеи (Cyanobionta). Отдел Синезеленые водоросли (Cyanophyta, Cyanoвacteria) Отдел включает одноклеточные, колониальные и нитчатые водоросли с прокариотическим строением клетки. Окраска различная и зависит от соотношения: зеленых хлорофиллов a и b, красно-оранжевых каротиноидов, синих пигментов фикоцианинов и фиолетово-красного фикоэритрина. Характерно полное отсутствие в жизненном цикле жгутиковых стадий. Половой процесс отсутствует. Размножение происходит за счет деления клеток, распада колоний, фрагментации нитей, а также экзо- и 2 эндоспорами.

Распространены синезеленые водоросли в пресных водоемах и водотоках, морях, наземных местообитаниях. Обрастают подводные субстраты, вызывают цветение воды, формируют зеленоватые пленки и корочки на поверхности почвы. формидиум анабена носток пленка с/з водорослей 3

Цитология синезеленых водорослей У с/з водорослей нет вакуолей с клеточным соком. В центре клетке, в нуклеоплазме – ДНК. Ядерная оболочка и ядрышки отсутствуют. Гистонов нет. В цитоплазме – рибосомы, зерна крахмала и волютина. Имеются полости с воздухом – газовые вакуоли. Их мембраны состоят из белков. Клеточная стенка имеет плотный слой из муреина (основной компонент КС бактерий) и углеводные слои, придающие КС гибкость. В продольных стенках нитчатых с/з водорослей есть поры. Через них соединяются ц/пл. мембраны соседних клеток – образуются 4 микроплазмодесмы.

У многих с/з водорослей КС покрыта слизистым слоем для предохранения от пересыхания. Нет истинных хлоропластов. Тилакоиды – в периферической цитоплазме, обычно ║ продольным стенкам. Никогда не образуют группы или стопки. На поверхности тилакоидов – фикобилисомы с добавочными пигментами. 1 – КС 2 – ДНК 3 – тилакоиды 4 – ц/пл. м-на 5 – рибосомы 6 – запасные вещества 5

Размножение с/з водорослей Synechococcus в процессе деления Удваивается и разделяется ДНК. На боковой стенке возникает кольцевая складка, разрастается в центростремительном направлении и смыкается в центре (как диафрагма фотоаппарата). Образуется перегородка – септа. Внутри нее формируется срединная пластинка, которая участвует в дальнейшем разделении клеток. Если срединная пластинка не образуется, разрыв нитей происходит с участием «жертвенной клетки» 6

Если все клетки нити одинаковы, образуется гомоцитный таллом. Если клетки нити разные, образуется гетероцитный таллом. У некоторых водорослей формируются гетероцисты – клетки таллома с дополнительными слоями КС. Гранулы веществ в них отсутствуют. Нет газовых вакуолей. Тилакоиды разрушаются. ДНК рассеяна по всему объему клетки. Функции гетероцист: Распад нитей на отдельные участки (гормогонии) идет по гетероцистам. Фиксация атмосферного N в аэробных условиях. 7

Споры – акинеты (более крупные, чем вегетативные клетки). Толстые КС. Много запасных веществ в виде гранул. Нет газовых вакуолей. Содержание ДНК возрастает в 20 -30 раз. Споры – гонидии (более мелкие клетки). Образуются внутри материнской клетки (эндоспоры) или отшнуровываются от верхушки материнской клетки (экзоспоры). Спора может переносить неблагоприятные условия до 60 лет. При прорастании споры формируется проросток и внедряется в субстрат. 8

2. Надцарство Эукариоты (Eucaryota). Царство Растения (Plantae). Подцарство Багрянки (Rhodobionta). Отдел Красные водоросли (Rhodophyta). Древняя группа водорослей. Почти исключительно – морские обитатели. Окраска – от малиново-красной (преобладание фитоэритрина) до голубовато -стальной (при избытке фикоцианина). Филлофора Цитология красных водорослей Хроматофоры одеты оболочкой из двух мембран и содержат одиночные тилакоиды. Пиреноиды отсутствуют. Запасной продукт – багрянковый крахмал, приобретающий от йода красно-бурый цвет. Зерна его откладываются в цитоплазме. 9

Мембраноптера пильчатая В жизненном цикле полностью отсутствуют жгутиковые стадии. Жизненные формы: коккоидные, разветвленные нитчатые, прикрепленные к субстрату ризоидами, псевдопаренхиматозные (за счет переплетения Церамиум и срастания соседних нитей), реснитчатый пластинчатые – истинно паренхиматозные (за счет продольных и поперечных делений клеток). Часто клетки одеты общей мягкой или хрящеватой слизью. В оболочках клеток нередко находится Са. СО 3. Клетки одно- и многоядерные. 10 Порфира

Размножение красных водорослей Вегетативное размножение – фрагментацией таллома. Размножение спорами – с помощью моноспор либо тетраспор. Гаплоидные споры прорастают в гаметофиты. Они размножаются половым путем: на них формируются гаметангии. Женский орган размножения – карпогон. Состоит из брюшка, в котором находится яйцеклетка, и отростка – трихогины. Мужской орган – антеридий. Мелкая структура, в которой содержатся спермации – мелкие голые клетки без жгутиков. Спермации пассивно переносятся с током воды и прилипают к трихогине. В месте контакта стенки растворяются → оплодотворение. 11

Наиболее распространенный жизненный цикл красных водорослей – изоморфная смена гаметофитов и тетраспорофитов. Морфологически они одинаковы. 12

3. Царство Растения (Plantae). Подцарство Настоящие водоросли (Рhycobionta). Отдел Зеленые водоросли (Cloróphyta) Отдел включает водоросли, стоящие на самых разных ступенях морфологической дифференциации таллома. Клетка имеет стенку из целлюлозы. Число хлоропластов от одного до очень многих на клетку, они чисто зеленого ( «травяного» ) цвета, обусловленного преобладанием хлорофиллов а и b над каротиноидами. Внутри хроматофоров у некоторых водорослей находится стигма. 13

Запасной продукт – чаще всего крахмал, откладывается внутри хлоропласта вокруг пиреноида и в строме. У большинства видов значительная часть клетки занята крупной вакуолью с клеточным соком. Жгутиков чаще всего 2, реже 1, 4 или много, все они одинакового размера и строения (изоконтные и изоморфные). Центриоли могут присутствовать или отсутствовать. Митоз может быть закрытым (при сохраненных ядерных оболочках) и открытым (во время митоза ядерные оболочки растворяются). Цитокинез после митоза может осуществляться с помощью впячивания плазмалеммы или с помощью формирования разделительной пластинки. 14

Размножение вегетативное, бесполое – зооспорами или апланоспорами, половой процесс у разных представителей – от холодо оогамии. Зеленые водоросли встречаются преимущественно в пресной воде, но есть также аэрофитные водоросли, а также различные симбионтные формы в составе лишайников. 15

Охрофитовые водоросли (Ochróphyta). Охрофитовые водоросли ранее объединяли в отдел. Группа охрофитовые водоросли включает организмы с разнообразными типами дифференциации таллома (за исключением сифонокладального) – от одноклеточных монадных форм до гигантских морских водорослей с тканевым строением. Монадные представители и жгутиковые стадии имеют два жгутика – перистый и гладкий. Хлоропласты имеют четыре мембраны, тесно связанные с мембранами ЭПС и ядра, часто присутствует светочувствительный 16 глазок.

Состав пигментов: хлорофиллы a, c 1, c 2, c 3, каротиноиды, среди которых типичен фукоксантин (пигмент желто-бурого цвета). Запасной продукт – хризоламинарин, накапливаемый в вакуолях цитоплазмы. В состав группы Охрофитовые водоросли входят отделы Желтозеленые, Диатомовые, Бурые водоросли. 17

Отдел Диатомовые водоросли (Diatomophycota) Диатомовые водоросли (диатомеи) – микроскопические одноклеточные или колониальные организмы с коккоидным типом дифференциации таллома. Оболочка представляет собой кремнеземный панцирь, состоящий из двух половинок, надевающихся друг на друга, как крышка на коробку. Большая створка называется эпитекой, меньшая – гипотекой. Под панцирем находится клетка, окруженная плазмалеммой. Цитоплазма и желто-бурые хлоропласты расположены в постенном слое. Пиннулярия Навикула Табеллярия 18

Пигменты, содержащиеся в хлоропластах, это хлорофиллы а и с, бурый фукоксантин и другие каротиноиды. Ядро расположено в центре клетки и окружено вакуолями. Половой процесс – изогамия. Диатомовые водоросли широко распространены по всему земному шару, обитают в планктоне и бентосе водоемов, в обрастаниях различных субстратов. 19

Отдел Бурые водоросли (Phaeophytae) К классу относятся только многоклеточные, преимущественно макроскопические представители, обычно с тканевым строением таллома. У наиболее сложноорганизованных представителей (например, из порядка Ламинариевые) талломы нарастают за счет апикального и интеркалярного роста и могут достигать в длину до 60 м. Хлоропласты окрашены в бурый цвет благодаря хлорофиллам а и с, а также каротиноидам, среди которых преобладает фукоксантин. Ламинария Ундария Фукус 20

Клеточная стенка состоит из сети целлюлозных микрофибрилл, укрепленных альгинатом кальция. Размножение бурых водорослей происходит вегетативным, бесполым и половым путем. Гаметы формируются в многогнездных гаметангиях, зооспоры – в одногнездных спорангиях. Подавляющее большинство представителей – морские обитатели. 21