Зеленые водоросли

Что такое зеленые водоросли

 

Chlorophyta – зеленые водоросли. Являются самым большим отделом, из существующих отделов водорослей. Отдел имеет виды в количестве примерно 20 тысяч, при этом в нем существуют как одноклеточные, так и многоклеточные формы, а также колониальные. Предполагается, что Chlorophyta являются предками высших растений – эмбриофит.

 

Особенности зеленых водорослей

 

 

         Основная часть водорослей, относящихся к типу зеленые являются обитателями пресных вод (в основном харофиты) и морей (в основном хлорофиты). Некоторые из них наземные, растут на почве, деревьях или скалах (в основном требуксиофиты). Встречаются также виды, находящиеся в симбиозе с грибами, дающими лишайники. Другие находятся в симбиозе с животными, например пресноводная гидра имеет симбиотический вид хлореллы, как и парамеция бурсария — простейшее.

 

Отличительной чертой данных водорослей является их зеленый цвет, который схож с окрасом высших растений. Такой цвет объясняется наличием пигмента хлорофилла, который преобладает над ксантофиллами и каротинами, а также имеет те же пропорции что и у высших растений.

 

         Пищевыми запасами являются крахмал и определенные жиры, масла, так же как у высших растений.

Поэтому зеленые водоросли часто считают предками высших зеленых растений, хотя поэтому поводу все еще ведутся споры между учеными.

 

Характерные признаки зеленых водорослей

 

 

         Существует несколько признаков, которые указывают на принадлежность водорослей к зеленым:

• Содержание в клетках слоевища хлорофилла;
• Содержание целлюлозы и пектина в оболочке клеток;
• Группу пигментов, характерную эмбриофитам.

 

 

Виды и классы зеленых водорослей.

 

 

В связи с огромным количеством видов водорослей относящихся к зеленым на данный момент не существует подробного классификатора, но выделяют несколько основных классов зеленных водорослей:

• ульвофициевые (ulvophyceae) – данный класс включает в себя около тысячи представителей. Сюда относят несколько видов водорослей: пластинчатые, нитчатые, а также несколько видов лишайников. Этот класс делят на два порядка: улотриксовые – образуют обширные колонии, состоящие из низкорослых кустиков, обычно обитают в пресной воде; ульвовые – прикрепляются к субстрату с помощью специальной ножки, обитают в соленых водоемах;
• бриопсидофицыевые (bryopsidophyceae) – в этот класс входит приблизительно пятьсот видов растений. Все они имеют слоевище неклеточного типа. В данном классе всего один порядок – Бриопсидовые, однако он делится на роды: бриопсис, кодиум, каулерпа;
• Хлорофициевые (Chlorophyceae) – насчитывает порядка 2500 видов, относящихся к одному порядку вольвоксовые. В свою очередь данный порядок имеет следующие роды: хламидомонада — бесполый, размножается с помощью деления клетки и вольвокс – образует многочисленные колонии;
• Требуксиофециевые (Trebouxiophyceae) – сюда входит 170 видов, обитающих на дне пресных водоемов, а также на земляном грунте. В данном классе существует два порядка: хлорелловые – представлены в виде бездвижных шариков, обитающих в водоемах; требуксиевые – относится к лишайникам, обитающим на коре деревьев;
• Празинофициевые (Prasinophyceae) – данный класс подразделяется на два порядка: пирамимонадовые – участвующие в процессе цветения вод; хлородендровые – крепятся к твердым поверхностям с помощью слизких ножек, имеют способность к паразитированию.

 

Среда обитания зеленых водорослей.

        

 

         Растения данного вида в основном водные обитатели. Однако среда их обитания достаточно обширна. Разнообразие среды обитания обусловлено большим количеством видов данных водорослей. Встречаются:

• Наземные – обитатели влажных почв, скал;
• Эпифиты – обитают на других растениях;
• Эндофиты – растут внутри других растений;
• Эпизоотические – растут на поверхности животных;
• Эндозойские – обитают внутри тела животных (например, внутри губок);
• Криофиты – на льду и снегу;
• Теплолюбивые – обитатели горячих источников;
• Паразитические – вызывают заболевания;
• Симбионты – в качестве компонентов лишайников.

 

Распространение зеленых водорослей в природе.

 

 

Распространены зеленые водоросли повсеместно, начиная от океана и заканчивая пресной водой. Редко зеленые водоросли также можно встретить на суше, в основном на камнях и деревьях, а некоторые появляются на поверхности снега. Они распространены в районах с обилием света, таких как мелководье и бассейны с приливами, и менее распространены в океане, чем бурые и красные водоросли, но их можно встретить в пресноводных районах.

 

 

Строение зеленых водорослей.

 

 

В клетках данного вида водорослей хлоропласты могут быть практически любой формы.  Они имеют клеточную органеллу — пиреноид, он пронизан тилакоидами. Хлоропласты содержат хлорофиллы а и б, придающие им ярко-зеленый цвет (а также вспомогательные пигменты бета-каротин и ксантофиллы) и содержат сложенные тилакоиды. Хлорофилл находится в особых органоидах – хроматофорах, которые у разных видов имеет разную форму: чашевидную, ленточную, звездчатую, пластинчатую и др.

 

Зеленые водоросли содержат пластиды, клетки которых чашевидной формы, и, кроме зеленого, они содержат желтый и красно-оранжевые пигменты каротиновой группы. Они имеют сдвоенные мембраны, также как и у красных водорослей и других более развитых растений.

 

Развитие зеленых водорослей

 

 

Благотворно для развития зеленых водорослей влияет повышение температуры, соответственно резких их рост можно заметить в теплых водах или в летний сезон.

Зеленные водоросли способны размножаться всеми существующими способами:

• Вегетативным – у одноклеточных форм происходит деление клетки на две части, у многоклеточных или колониальных — частями тела;
• Бесполым – чаще происходит с помощью подвижных спор, но может проходить и с неподвижными апланоспорами и гипноспорами. Они имеют сократительные вакуоли, но не имеют жгутики;
• Полое размножение – осуществляется гаметами монадного строения и имеющими два жгутика. Половой процесс представлен следующими формами: гологамией, конъюгацией, изогамией, гетерогамией, оогамией.

 

 

Клетка зеленых водорослей

 

 

Клетка зеленых водорослей состоит из:

• Жгутикового аппарата – одна клетка может содержать от 1 до 120 жгутиков. Их особенность заключается в наличии звездчатого тела. Жгутики этих растений имеют чешуйки или волоски, но при этом не имеют тонких придатков – мастигонем. Согласно расположению микротрубочковых корешков, жгутиковый аппарат подразделяют на две группы: в первой группе корешки расположены крестообразно, для второй – ассиметрично;
• Клеточной стенки – в большинстве случаев основным компонентом клеточной стенки является целлюлоза, которая синтезируется при помощи специального фермента целлюлозосинтетазы, образующей группы, затем они формируются в терминальные комплексы. Терминальные комплексы делят на два типа: розеточные и линейные. Существуют водоросли, у которых вообще отсутствует клеточная стенка (хлорофициевые);
• Хлоропластов – форма и размер может отличаться в зависимости от вида водорослей. Хлоропласты содержат Пиреноиды, погруженные в хлоропласт и пронизанные тилакоидами. Содержат пигменты хлорофиллы, каротиноиды. Накапливают запасной продукт – крахмал;
• Глазка – расположен в строме хлоропласта и состоит из липидных глобул. Глазок работает в качестве фильтра, проводя синий и зеленый цвета к фоторецептору;
• Сократительных вакуолей – имеются лишь у обитателей пресных водоемов. Их функция заключается в удалении излишков воды из клетки;
• Митохондрий — все зеленые водоросли имеют митохондрии с плоскими кристами.

 

Слоевище зеленых водорослей

 

 

 

В связи с большим многообразием видов зеленые водоросли имеют различные типы талломов:

• Монадный или жгутиковый– организмы с таким типом таллома имеют плотную оболочку, а также один или несколько жгутиков, с помощью которых передвигаются, например хламидомонада. Водоросли монадной структуры способны образовывать колонии (эудорина);
• Колониальный – для данного типа характерно образование цитоплазматических тяж между клетками, сюда можно отнести вольвокс;
• Нитчатый – многоклеточный таллом, характерно образование нитей в несколько рядов. Нити растут в длину из-за поперечного деления перегородками;
• Разнонитчатый – схож с нитчатым, однако могут иметь две системы нитей;
• Пластинчатый – характерно образование объемных или пластинчатых листовидных слоевищ, к этому типу можно отнести ульву;
• Сифональный – многоядерное слоевище неклеточного строение. Внутри такого таллома отсутствуют клеточные перегородки, организм увеличивает свои размеры не делясь (каулерпа).

 

 

 

Спорофит зеленых водорослей

 

 

Спорофит – бесполое поколение в жизненном цикле растений и водорослей, сменяется половым поколение – гаметофитом.

У большинства зеленых водорослей в жизненном цикле доминирует гаметофит, а спорофит представлен одной клеткой – зиготой. Из нее не развивается зародыш, она зимует, а весной в процессе мейоза образовываются четыре споры с гаплоидным набором, каждая из них вырастает в новый гаметофит.

 

В оболочке спор находится гематохром – пигмент, красного цвета именно он образует скопление спор хлореллы, которое окрашивает снег, часто такое явление называют «арбузный снег».

 

 

Питание зеленых водорослей

 

 

 

Минеральные вещества и кислород, необходимые для питания и дыхания, водоросли получают из воды. Большинство зеленых водорослей питаются автотрофно, но при этом практически все из них способны переходить к миксотрофному, то есть к смешанному питанию, а некоторые вообще способны к полному переходу на гетеротрофный вид питания (эвглена). При этом их клетки могут вообще потерять хлоропласты, поглощая органические вещества всей поверхностью клетки. Но при наступлении подходящих условий для фотосинтеза, водоросли восстанавливают хлоропласты и снова способны к фотосинтезу.

 

 

Жизненные циклы зеленых водорослей

 

 

 

В соответствии с видом существуют несколько главных циклов развития зеленых водорослей:

• Гаплобионтный – в соответствии с которым, сквозь поры материнской диплоидной клетки происходит освобождение гаметы, а затем клетка сливается с другой гаметой. В дальнейшем протекает образование четырех зооспор в каждой из них формируется полиэдра;
• Гапло – диплобионтный – при данном цикле гаметы при слиянии в воде образуют четырехжгутиковые зиготы. Затем зигота прикрепляется к какой-либо твердой поверхности о и образуется кодиолум. В свою очередь из кодиолума выделяются споры, которые образуют новые нити и все снова повторяется;
• Диплобионтный – для которого свойственно разделение большого ядра и образование нового нитчатого таллома.

 

 

Чем отличаются зеленые водоросли от других типов водорослей

 

 

 

Самое основное отличие данных водорослей от других – зеленый цвет слоевищ, вызванный пигментом хлорофиллом.

Так же к основным отличиям можно отнести:

• Набор пигментов характерный для высших растений;
• Многообразие форм (одноклеточные и многоклеточные, а также колониальные);
• Обширное распространение в природе и среда обитания.

 

 

Представители класса зеленых водорослей

 

 

 

Представители отряда зеленые водоросли, насчитывают от 9000 до 12000 видов.

Зеленые водоросли, различающиеся по размеру и форме, включают:

1. Одноклеточные – данным водорослям свойственна монадная и коккоидная формы. Наиболее известными представителями являются:

• Хламидомонада – имеет форму груши, обитает в пресных водоемах. Ее отличие от иных видов является наличием двух жгутиков одной длины. Хламидомоада очищает водоемы от загрязнений;
• Хлорелла – эта водоросль представляет собой шар, лишенный жгутиков. Обитает в лужах, канавах и стволах деревьев. Используется в качестве корма из-за большого содержания белка;

2. Подвижные колониальные формы схожи с клетками хламидомонад. Ярким представителем является:

• Вольвокс – имеет форму двигающихся зеленых шаров. Колониях содержит примерно 50 тыс. клеток, соединяющихся цитоплазматическими мостиками. Могут размножаться двумя способами: вегетативным и половым;

3. Многоклеточные нитевидные водоросли состоят из клеток одного размера и одинаковой формы. К ним относят:

• Улотрикс – прикрепляется к субстрату ризоидом. Может размножаться бесполым и половым способом;
• Спирогира – свободноплавающая водоросль, также размножается как половым, так и бесполым способом.

4. Многоклеточные пластинчатые водоросли являются обитателями морей и могут достигать полуметровой длины. Представители:

• Ульва – слоевище похоже на листовую структуру, прикрепляется к субстрату. Жизненный цикл состоит из чередования изоморфны поколений. Зигота развивается при слиянии гамет и потом образуется, похожий на листья, таллом.

 

Значение зеленых водорослей в природе и в жизни человека

 

 

 

Значение водорослей относящихся к зеленым очень велико как для природы, так и для людей:

• насыщают воду кислородом, фильтруют сточные воды. Также могут использоваться как показатель уровня загрязненности экосистем;
• для травоядных обитателей морей зеленые водоросли являются пищей;
• Человеком также могут использоваться в качестве пищи, в основном их используют в японской кухне. Это объясняется тем, что зеленые водоросли в больших количествах содержатся такие минералы как: йод, кальций, фосфор, калий, железо и т.д.;
• В фармакологии данный тип водорослей используется при создании различных видов лекарств. Так из водоросли дуналиэлла солоноводная производят каротин, который используют в профилактике определенных видов рака;
• Зеленые водоросли часто используют в косметологии (служат компонентами некоторых кремов, масок и т.д.).

 

 

Не смотря на несомненную пользу, зеленые водоросли также могут приносить и определенный вред. Например, они могут стать причиной зарастания водоемов, некоторые водоросли наносят вред для раковин моллюсков, некоторые становятся паразитами для животных и человека.