Paleontološki podaci o algama su toliko oskudni da je na osnovu njih potpuno nemoguće nacrtati bilo kakvu koherentnu sliku evolucije ovih biljaka i za to moramo koristiti gotovo isključivo metodu poređenja i suprotstavljanja živih oblika. U ovom slučaju se uzimaju u obzir različite karakteristike - i morfološke i fiziološke. dakle, veliki značaj u taksonomiji algi imaju svoje pigmente, strukturne karakteristike i razvojni ciklus, prisustvo ili odsustvo pokretnih flageliranih stadijuma itd. Takođe treba podsetiti da su alge kolektivni pojam koji objedinjuje nekoliko nezavisnih tipova. flora, te stoga pitanje porijekla algi mora biti postavljeno odvojeno u odnosu na različite tipove, a ne za sve se može riješiti sa u istom stepenu pouzdanost.
Većina istraživača vjeruje da je život prvo nastao u vodi, a da se tek kasnije preselio na kopno. Primitivna struktura mnogih algi i njihovog staništa u vodenoj sredini stoga daje osnovu za tvrdnju da su alge najstarije zelene biljke, od kojih je nastala sva kopnena vegetacija. Drugim riječima, možemo reći da su prve zelene biljke na zemlji bile alge. Stoga, ako se postavi pitanje od čega su alge nastale u davno prošlim vremenima, potrebno je odmah napomenuti da bi to mogli biti samo neki bezbojni organizmi, jednostavnije građe od modernih algi. Međutim, od njih nisu sačuvani nikakvi fosilni ostaci.
Koji su to bili primarni organizmi i koji je oblik metabolizma bio za njih karakterističan? Postoje dva glavna gledišta o ovom pitanju. Prvo gledište u vremenu svodi se na činjenicu da su primarni organizmi morali imati sposobnost da izgrade supstance svog tijela od neorganske supstance dobijene iz okoline (autotrofna ishrana). Energiju potrebnu za takvu sintezu mogli su crpiti iz kemijskih reakcija koje su proizveli (kemoautotrofna ishrana), budući da se svjetlosna energija nije mogla iskoristiti zbog nedostatka odgovarajućih pigmenata, kao što je slučaj sa modernim kemosintetičkim bakterijama. Ovo gledište zasniva se na pretpostavci da na samom početku života na Zemlji nije bilo u izobilju organskih materija kojima su se mogli hraniti prvi bezbojni organizmi.
Prema drugom gledištu, razvijenom uglavnom od strane akademika. A.I. Oparina, pojavi prvih organizama na zemlji, naprotiv, trebalo je prethoditi stvaranjem mase organskih tvari, iz kojih su se hranili (heterotrofna prehrana). Potonje gledište je u mnogim aspektima razumnije i ispravnije. Može se pretpostaviti da su od takvih primarnih bezbojnih heterotrofa nastale, s jedne strane, mnoge bakterije * - velika većina je također bezbojna i nesposobna za samostalnu sintezu organskih tvari - i, s druge strane, zelene biljke, prvenstveno alge.
* (Tip bakterija u cjelini vjerovatno predstavlja grupu heterogenog porijekla. Neke bakterije (tiobakterije) najvjerovatnije potječu od plavo-zelenih algi kao rezultat njihovog sekundarnog gubitka pigmenta.)
Nema sumnje da su hlorofil i njegovi prateći pigmenti, kao i proces fotosinteze u obliku u kojem ga nalazimo u modernim algama, toliko složeni da je njihovoj pojavi morala prethoditi duga faza evolucije. O mogući načini Ova evolucija može biti dobro poznata kroz upoznavanje određenih bakterija.
Kao što je poznato, među živim bakterijama, pored bezbojnih, postoje i obojeni oblici. Kod većine njih pigmenti koje proizvode oslobađaju se iz ćelije prema van i ne učestvuju u slanju glavnog fiziološke funkcije. Mnoge od ovih pigmentnih bakterija se hrane heterotrofno. Međutim, postoje i oni kod kojih pigment ostaje unutar ćelija, povezujući se sa njihovom protoplazmom. Očigledno je da bi u potonjem slučaju odnos ovih bakterija prema svjetlosti trebao biti drugačiji nego kod bezbojnih oblika, jer svjetlost koju apsorbiraju pigmenti može izazvati različite fotokemijske reakcije u ćeliji. A sada je utvrđeno da se kod ljubičastih i zelenih bakterija odvija proces fotosinteze, koji se odvija nešto drugačije nego u zelenim biljkama koje sadrže hlorofil.
Klorofil, karakterističan za veliku većinu algi raznih vrsta, pigment je koji pretvara svjetlosnu energiju u kemijsku energiju. Na osnovu gore navedenog, može se misliti da su oblici prelazni između primarnih bezbojnih heterotrofa i primarnih zelenih fotosintetika u početku hranjeni gotovim organskim supstancama. Tek kasnije, zahvaljujući proizvodnji pigmenta koji ostaje u ćeliji i povezanoj sposobnosti korištenja svjetlosne energije za sintetičke procese, heterotrofnu ishranu mogla je zamijeniti fototrofna prehrana - ishrana organskim tvarima sintetiziranim iz minerala pomoću svjetlosne energije sunca. Tako je nastao i kasnije sve više unapređivan oblik ishrane, koji je odredio glavni pravac evolucije biljnog sveta na osnovu suštinski novog odnosa prema faktorima životne sredine.
Bakterije koje potječu od primarnih bezbojnih heterotrofa pokazale su se slijepom granom u razvoju, koja nije dovela do pojave bilo kakvih složenih oblika, ali se odlikovala širokim spektrom fizioloških funkcija *. Naprotiv, primarne alge - kako se može nazvati prva zelena fotosintetika - stvorile su cjelokupnu raznolikost algi, koje su, pak, bile preci viših biljaka. Kako bi moderni mulj algi mogao nastati od njih i kakva je veza između njih?
* (Sposobnost nekih bakterija za kemoautotrofnu ishranu najvjerovatnije je sekundarni fenomen i karakterizira sporednu granu glavnog puta evolucije organskog svijeta (akademik A.I. Oparin).)
Već smo naznačili da je među karakterima koji čine osnovu algalnog sistema od velikog značaja prisustvo ili odsustvo faza biča. Većina algi ima slične faze u svom razvojnom ciklusu ili ih je očigledno imala u prošlosti i ponovo ih izgubila. Međutim, poznate su dvije vrste algi - plavo-zelene (Cyanophyta) i crvene ili grimizne (Rhodophyta) - za koje postoje svi razlozi vjerovati da takvi stadijumi prvenstveno izostaju. Kod crvenih algi, ova osobina je kombinovana sa vrlo osebujnim seksualnim procesom i - u mnogim oblicima - sa složenom diferencijacijom njihovih tali. S druge strane, u plavo-zelenim algama nalazimo i niz drugih znakova koji ukazuju na njihovu primitivnost: jednostavno građeno tijelo i - što je posebno važno - potpuno odsustvo spolni proces i morfološki formirana jezgra i hromatofore. Sve ove karakteristike su ovdje nesumnjivo primarne i ukazuju na značajnu starinu ovog tipa, koji, poput bakterija, nije dao nikakve složene oblike *. Starinu porijekla plavo-zelenih algi potvrđuju i paleontološki podaci (pouzdani fosilni ostaci pronađeni su u gornjim huronskim slojevima proterozojske ere). Moglo bi se pomisliti da su plavo-zeleni relativno malo promijenjeni potomci primarnih algi koje su preživjele do danas.
* (Kombinacija plavo-zelenih algi sa bakterijama u jednu vrstu sačme (Schizophyta), zasnovana uglavnom na nedostatku jasne diferencijacije protoplasta u citoplazmu i jezgro, ne može se smatrati opravdanom, jer među njima postoje bitne razlike. Stanična struktura oba je daleko od iste. Tipične bakterije imaju flagelirane faze. Postoji niz drugih značajnih razlika. To ne isključuje mogućnost da su neke bakterije mogle nastati direktno iz plavo-zelenih.)
Pitanje porijekla crvenih algi je daleko od jasnog. Pored odsustva flagelarne faze u svom razvojnom ciklusu, slične su plavo-zelenim algama po sličnosti seta pigmenata, sličnoj strukturi plazmodezma i nekim drugim, uglavnom biohemijskim karakteristikama (skladište ugljikohidratnog glikogena plave boje). -zelene alge su očigledno povezane sa "ljubičastim skrobom" crvenih algi; sluz koju formiraju neke plavo-zelene alge, čini se hemijski ponekad prilično blizu crvenoj sluzi). S druge strane, prisustvo u njihovim stanicama tipičnih jezgara i hromatofora*, složeni oogamni polni proces i morfološka podjela talusa kod viših predstavnika govori protiv direktne povezanosti ovog tipa s plavo-zelenim algama, iako su novija istraživanja pokazalo je prisustvo značajnih morfoloških sličnosti između nekih primitivnih predstavnika reda goniotrichous iz crvenih algi (Asterocytis, Goniotrichum) i reda tubiella iz modrozelenih algi (Tubiella, Cyanothrix).
* (Zanimljivo je, međutim, da se skladišteni ugljikohidrati ovdje ne formiraju u hromatoforama (kao što je obično karakteristično za zelene alge), već u citoplazmi, obično na rubovima hromatofora, što može ukazivati na određenu primitivnost ovih organela u crvenim algama. .)
Trenutno se čini najispravnijim pretpostaviti da su crvene alge nekada imale zajedničkog pretka sa plavo-zelenim algama, čiju strukturu je trenutno nemoguće ocrtati, ali od tada su prešle dug put evolucije, kao vrlo drevna grupa. (fosilni ostaci poznati su iz kambrijskog perioda paleozoika), koji nisu dali povoda za prelazak na druge biljke.
Vraćajući se našoj izvornoj grupi primarnih algi, moramo stoga primijetiti da je, davši bočnu granu plavo-zelenim i crvenim algama, svoj glavni razvoj dovršila drugim putem. Očigledno je da se u bočnoj grani, unatoč svoj morfološkoj raznolikosti njenih sastavnih algi, nisu pojavili oblici koji bi bili progresivni u evolucijskom smislu. Takav evolutivno-progresivni oblik ispostavilo se kao struktura biljke u obliku pokretljivog bičastog organizma koji nosi hlorofil (monadna struktura), čija je pojava označila vrlo važna faza u evoluciji biljnog svijeta, budući da su sve ostale vrste algi (osim plavo-zelenih i crvenih) direktno ili indirektno potjecale od predaka sa bičevima. Potonji su, dakle, bili, takoreći, centar divergencije za različite alge. U ovom slučaju, samo trebate to zapamtiti savremenih organizama Same monadne strukture su proizvod duge evolucije i, nesumnjivo, izgrađene su mnogo složenije od onih primarnih flagelata koji su bili preci većine algi.
Za neke tipove (Euglenaceae), uz nekoliko izuzetaka, poznata je samo monadna organizacija - oni u svojoj evoluciji nisu išli dalje od nje. Međutim, drugi tipovi su razvili druge strukture, čije smo glavne oblike razmatrali u poglavlju I pod nazivom faze morfološke diferencijacije tijela algi.
Komplikacija strukture i prelazak na višećeličnost, prvo u svom najjednostavnijem obliku filamentoznog talusa, a zatim u složenijim manifestacijama, bili su povezani s gubitkom pokretljivosti u vegetativno stanje. Prvobitna monadna struktura u mnogim slučajevima sačuvana je samo u reproduktivnim stanicama (zoospore, gamete), a ponekad je i ovdje nestala (zamjena zoospora apdanosporama; prijelaz sa kopulacije pokretnih gameta na konjugaciju protoplasta vegetativnih stanica). Međutim, to je prisustvo mobilnih stadija kod mnogih algi koje su nepokretne u vegetativnom stanju i služi kao dokaz njihovog porijekla od flagelatnih predaka.
IN najviši stepen Izvanredno je da pokretne reproduktivne ćelije algi koje pripadaju različitim tipovima reproduciraju osnovne karakteristike inherentne njihovim jednoćelijskim predstavnicima, koje inače karakterizira monadna struktura. Tako su zoospore filamentoznih zelenih algi izuzetno slične jednoćelijskim pokretnim zelenim algama, zoospore raznih žuto-zelenih algi sa svoja dva nejednaka lanca i bojom imitiraju monadne jednoćelijske predstavnike ovog tipa, zoospore nitastih zlatnih algi veoma podsjećaju na Chsotamophy Slika 65), itd.
To ukazuje da ove vrste potiču od različitih flagelata, karakteristike koji su još sačuvani u reproduktivnim ćelijama algi, koje su izgubile pokretljivost u vegetativnom stanju. U procesu njihove evolucije razvijale su se različite nove strukture, dok je pokretna faza postajala sve kraća, zadržavajući, međutim, obilježja pradjedovskog oblika.
Dalje je zanimljivo da poređenje različitih tipova pokazuje određeni paralelizam u njihovoj evoluciji, koji se očituje u prisustvu sličnih faza morfološke diferencijacije kod njih. Dakle, u zelenim algama nalazimo sve gore navedene glavne faze osim rizopodijalnog. U žuto-zelenim algama su također prisutne, uključujući i ove druge, ali nema lamelarne i heterotrihijske strukture. U zlatnim algama poznati oblici strukture su ameboidni, monadni, palmeloidni i filamentni. U pirofitnim algama - rizopodijalne, monadne, palmeloidne, kokoidne i filamentne. Treba samo imati na umu da jednostavno navođenje dostupnih struktura ne karakteriše dovoljno morfološke karakteristike ovog tipa, budući da različite tipove pretežno karakteriziraju različite strukture. Tako je filamentni stadij posebno jasno izražen kod tipova zelene i smeđe, slabiji kod žuto-zelenih i još slabiji kod zlatnih i pirofitnih algi, čijih predstavnika je karakteristična monadna struktura.
A. Pascher (A. Pascher, 1931), čiji rad uglavnom potkrepljuje ideju o poreklu tipova algi iz različitih grupa obojenih flagelata, predložio je niz naziva sistematskih jedinica (klasa, podklasa, redova), od iz kojih je odmah jasno koji je nivo morfološke diferencijacije za njih karakterističan. Da biste to učinili, prilikom označavanja ovih kategorija unutar različitih tipova, koriste se isti završeci ili prefiksi, odnosno: završetak - "monadineae" ("monadeae", "monadales") izražava organizaciju monade, "capsineae" ("capsales") - palmeloid , "coccineae" ("coccales") - kokoid, Urichineae" ("trichales") - filamentozan, "siphoneae" ("siphonales") - sifonan; ameboidna struktura se prenosi prefiksom "Rhizo". Dakle, za na primjer, u tipu zlatnih algi postoje klase Chrysomonadineaey Rhizochrysidineae, Chrysocapsineae, Chrysotrichineae; u tipu žuto-zelenih algi - klase Rhizochloridineae, Heterocapsineae, Heterococcineaef Heterotrichineae, Heterotrichineae itd.
Podrijetlo različitih vrsta algi od različitih predaka sa bičama znači da njihovi pradjedovi nisu isti. To, naravno, ne isključuje da je ovo drugo moglo proizaći iz jednog zajedničkog korijena, ali o tome nemamo nikakvih informacija. Međutim, postoji razlog za vjerovanje da su neke vrste povezane jedna s drugom iu direktnoj vezi. Među algama nalazimo niz tipova čije je porijeklo nesumnjivo neovisno, ali se, uz to, čini da su neki tipovi međusobno filogenetski povezani. Da biste saznali, trebali biste pogledati porijeklo svake vrste posebno.
Podrijetlo zlatne alge (Chrysophyta) je van sumnje. One, kao što smo već naznačili, imaju dominantnu monadnu strukturu i nema sumnje da su takve zlatne primarne monade bile predak čitavog ovog tipa u cjelini.
Bliske zlatnim algama su dijatomeje (Bacillariophyta) i žuto-zelene ili heteroflagellate alge (Xanthophyta ili Heterocontae). Sličnost među njima je toliko značajna da A. Pascher (1914, 1921) čak kombinuje sve ove tri grupe u jednu jedinicu višeg ranga, kojoj dodeljuje naziv Chrysophyta, koje tumači, dakle, šire nego što je uobičajeno u ovaj "Ključ." Sljedeći glavni znakovi su im zajedničke. 1) Sličnost u strukturi školjki. Potonje se uvijek (dijatomeje) ili vrlo često (žuto-zelene; ciste zlatnih algi) sastoje od dvije jednake ili nejednake polovine; a ponekad su sastavljene od mnogo pojedinačnih dijelova ili slojeva gurnutih jedan u drugi (Tribonema, Ophiocytium žuto-zeleni; školjke nekih dijatomeja, kod kojih se tokom rasta formiraju umetnuti rubovi; kućice niza hrizomonada, sl. 66). Osim toga, silicijum se taloži u školjkama predstavnika sve tri vrste. 2) Blizina pigmenata. 3) Odsustvo škroba u ćelijama i prisustvo, kao produkta asimilacije, masti i leukozina (posebno karakteristično za zlatne alge, ali se nalazi i kod nekih dijatomeja i žuto-zelenih algi). 4) Sličnost hrizomonadnih cista sa takozvanim mirujućim sporama (hipnosporama) nekih dijatomeja (Chaetoceros) i sa cistama nekih žuto-zelenih algi (Chloromeson, sl. 67). Također je važno da se prisustvo dvije nejednake vrpce u pokretnim stanicama, tipično za žuto-zelene alge, uočava i kod mnogih krizomonada (red Ochromonadaceae).
Dijatomeje karakterizira kokoidna struktura. Međutim, neki predstavnici klase Centricae imaju zoospore *, au vegetativnom stanju njihovi protoplasti ponekad imaju pulsirajuće vakuole (Attheya, Rhizosolenia). To govori u prilog porijeklu dijatomeja od predaka monadne strukture, koje su vjerovatno bile forme bliske chrysomonas, tako da paleontološki relativno mlad tip Bacillariophyta (pouzdani fosilni ostaci poznati su tek iz jurskog perioda) najvjerovatnije predstavlja bočni grana zlatne alge. Što se tiče žuto-zelenih, njihovo porijeklo od bičastih predaka je nesumnjivo, a upravo navedena blizina dijatomeja i zlatnih algi ukazuje na mogućnost da sva ova tri tipa imaju zajedničke forme predaka.
* (Vidi fusnotu iznad.)
U pirofitnim algama (Pyrrophyta), kao što je gore navedeno, dominira monadna struktura. Ovaj tip zauzima prilično izoliran položaj među algama i ima ili samostalno porijeklo ili predstavlja grupu koja je nekada bila odvojena od zlatnih algi.
Nije sasvim jasno porijeklo smeđih algi (Phaeophyta), koje uključuju isključivo višećelijske forme koje u ciklusu razvoja imaju flageliranu fazu. Filogenetski, oni su očigledno povezani sa nekim organizmima monadne strukture, smeđe boje i verovatno bliski krizomonadama. Moguće je da su započeli sa složenijim kolonijalno-filamentoznim hrizomonadama, koje su već u vegetativnom stanju izgubile pokretljivost. Značajna složenost strukture svojstvena mnogim predstavnicima ove vrste ukazuje da su oni proizvod duge i osebujne evolucije i da predstavljaju prilično drevnu grupu (fosilni ostaci smeđih algi poznati su, očigledno, od silurskog razdoblja paleozojske ere) .
Zelene alge (Chlorophyta) potpuno su nezavisne po svom porijeklu od razmatranih tipova, potiču od zelenih bičačastih predaka i daju posebno jasnu i potpunu sliku postepenog prelaska na složenije forme.Ovaj tip je jedan od najstarijih, budući da je bio već u silurskim slojevima teško je pronaći njegove izgrađene predstavnike (sifonalna struktura), dok su fosilizirani ostaci jednostavnijih oblika nepoznati. Zelene alge su očigledno bile preci više kopnene vegetacije. Unutar ovog tipa, evolucija je išla u različitim smjerovima i dovela do oblika različitih struktura. U podfilumu Conjugatae došlo je do potpunog gubitka pokretnih reproduktivnih ćelija i prelaska na konjugaciju. Ovaj podtip predstavlja bočnu granu evolucijskog debla zelenih algi, kao što su dijatomeje bočna i još izoliranija grana zlatnih algi.
Baš kao i pirofiti, izolirano mjesto među algama zauzima tip alge euglenophyta - morfološki relativno ujednačen, ali karakterizira prilično složena i specijalizirana ćelijska struktura. Moguće je da su euglenaceae nekada potekle od primitivnih zelenih algi monadne strukture, a međuoblici su izumrli.
Teško je reći nešto određeno o porijeklu charophyta, koji je oštro definirana skupina koja ne pokazuje jasne filogenetske odnose s drugim tipovima. Očito se radi o bočnom deblu zelenih algi, koje je odavno odvojeno od njih (fosilizirani ostaci characeae poznati su još iz devonskog perioda paleozoika), a povezne karike nisu sačuvane.
Vidimo, dakle, da je pitanje porijekla algi daleko od potpunog razjašnjenja i da postoji značajna raznolikost gledišta u njegovom rješavanju. Isto važi i za sistem algi. Trenutno ne postoji jedinstvo pogleda na sistem algi, a različiti autori ih dijele na taksonomske jedinice na različite načine. Vrste algi koje prihvatamo navedene su i ukratko opisane iznad. Dalje sistematske podjele ovih tipova biće date u odgovarajućim brojevima Odrednice.
Iz njega je nastao život na Zemlji. Najdrevnije alge - ovi prvorođenci zelenog svijeta - već su u prvoj ranoj eri (proterozoik) bile vrlo brojne i raznolike. Ispunili su sva mjesta do kojih je prodirala i slaba svjetlost. Razvoj algi doveo je do života na Zemlji. Alge su stvorile uslove za razvoj životinja sa metabolizmom zasnovanim na upotrebi kiseonika: smatra se da je slobodni kiseonik nastao u vodi, a samim tim i u atmosferi, kao rezultat fotosinteze u algama.
Biljni život u drevnom okeanu
O bogatstvu biljni život u drevni okean djelomično se može suditi po modernim algama koje proizvode mnogo zelene mase. Računa se da je hektar morske površine u smislu produktivnosti zelene mase jednak dva hektara poljoprivrednih kultura. Može se pretpostaviti da u tim dalekim vremenima, kada su postojale samo niže alge, zelena masa mora nije bila ništa manje značajna nego sada. O tome svjedoče najveće akumulacije nafte i uljnih škriljaca sačuvane u drevnim geološkim naslagama.Jednoćelijska stvorenja
Veoma interesantna grupa su flagelati - jednoćelijska bića. Među njima su:- vrste sa ishranom zelenim hlorofilom;
- vrste koje nemaju ishranu hlorofilom i žive na gotovim organskim supstancama;
- i oni koji se hrane na oba načina.
Reprodukcija jednoćelijskih algi
Veoma važan događaj u životu jednoćelijske alge- pojava polnog odnosa reprodukcija. Među modernim protozoama postoje i one koje se razmnožavaju samo jednostavnom diobom. Bez sumnje, ovaj način reprodukcije sačuvan je iz vremena kada drugi još nisu postojali. Ali, vjerovatno, u vrlo ranoj fazi razvoja zelenih jednoćelijskih algi, pored jednostavne diobe stanica, razvile su i “mješovitu” reprodukciju – spolnu, kada se dvije biljke spajaju u jednu ćeliju (zigotu), i aseksualnu, u koje ova zigota može ponovo reprodukovati jednostavnom dijeljenjem. Vjeruje se da je stvorena ova "mješovita" metoda reprodukcije najbolje prilike za prilagodljivost uslovima okoline.
Životinjska populacija mora živjela je i razvijala se na račun algi. Ali životinje su bile više aktivan život, stoga je njihov razvoj otišao mnogo dalje od algi. Već u prvim razdobljima paleozojske ere postojale su visoko organizirane životinje, sve do primarnih vodenih kralježnjaka. Raznolikost algi
Postepeno morske alge stekao slavu raznolikost, posebno kada su nastale njihove višećelijske vrste. To je bilo izuzetno važno za razvoj života na Zemlji. Iako se jednoćelijski organizmi prilično lako prilagođavaju uvjetima postojanja (o čemu svjedoči divna raznolikost oblika jednoćelijskog svijeta), njihove su mogućnosti za to neuporedivo ograničenije od mogućnosti višećelijskih organizama. Poznato je da se jednoćelijski organizmi prilagođavaju svom okruženju zbog formiranja u njihovoj protoplazmi različitih inkluzija (proteina i drugih), koje igraju važnu ulogu u njihovom životu. Kod višećelijskih organizama komplikacija metabolizma nastaje kao rezultat formiranja specijaliziranih tkiva koja obavljaju strogo određene funkcije u životu tijela. Višećeličnost je znatno proširila prilagodljivost algi, a to im je i omogućilo dalji razvoj, što uzrokuje otvaranje nekih algi novi način- put do sletanja. Na raznolikost algi vjerovatno su utjecali različiti uvjeti osvjetljenja u moru, što je dovelo do stvaranja pigmenata iz kojih je naknadno nastao hlorofil (detaljnije:). Ali nisu sve alge zelene. IN različitim uslovima fotosinteza, očito, različite boje spektra materije, pa boja algi može biti različita.Grupe algi
podijeliti na grupe(vrste):- najjednostavniji su plavo-zeleni (za koje se vjeruje da su najstariji),
- najdubokomorski - crveni ili ljubičasti,
- zatim - smeđe, zelene, zlatnozelene, dijatomeje i druge.
Od vode do kopna
Prve kopnene zelene biljke nisu se mnogo razlikovale od svojih vodenih srodnika, ali su te razlike bile vrlo značajne za njihov razvoj.
Darwin je otkrio važan obrazac razvoja: nova osobina koja je nastala u organizmu pod određenim uvjetima će se razviti i poboljšati ako se očuvaju uvjeti koji su uzrokovali pojavu ove osobine. Takve osobine „pokupi prirodna selekcija“, odnosno stiču stabilnost u životu organizma, povećavajući se iz generacije u generaciju. Stoga se u razvoju organizama mogu ispostaviti da su najbeznačajnija svojstva vodeća ako su korisna za organizam u datim uslovima. Vodeća svojstva u razvoju algi
Šta svojstva bili vodeći u razvoju algi u periodu kada su počele pokazivati prve znakove kopnenih biljaka?Borba protiv isušivanja
Prije svega, to su bila svojstva koja su štitila alge od brzog isušivanja; istorija razvoja kopnenih biljaka je istorija njihovog protiv isušivanja. Ovo je očigledno počelo činjenicom da su membrane spoljašnjih ćelija algi postajale sve gušće. Ova pojava je u početku mogla nastati negdje u priobalnom području, gdje su biljke povremeno bile izložene atmosferski vazduh, na primjer u uvjetima i drugim sličnim mjestima.
Tide. Nakon toga, to je dovelo do stvaranja različitih gustih tkiva, koje ne samo da su štitile biljke od brzog isušivanja, već su im služile i kao mehanička zaštita u zračnom okruženju manje gustom i pokretljivijem od vode. Prilagođavanje ishrani
Istovremeno su se dogodile i druge promjene u algama, koje su prvenstveno uzrokovane adaptacija na ishranu u novim uslovima. Njihovi kopneni dijelovi prilagođeni su asimilaciji ugljičnog dioksida iz zraka, a podzemni dijelovi, nastali od rizoida (tvorbe u nekim algama, uz pomoć kojih se biljka pričvršćuje na dno rezervoara) - za opskrbu vodom i mineralnim solima. . S tim u vezi pojavile su se provodne staze između nadzemnih i podzemnih dijelova algi.Metode razmnožavanja biljaka su poboljšane
U procesu prirodne selekcije oni su se mijenjali, razvijali i usavršavali. metode reprodukcije u vazduhu. To je kasnije dovelo do složenih oblika razmnožavanja uočenih u kasnijim višim cvjetnicama. Uslovi u kojima je nastao zemaljski život nisu mogli svuda biti isti. Stoga su alge koje su se prilagodile postojanju na kopnu bile prilično raznolike. To je, pak, odredilo poznatu raznolikost zemaljskog zelenog svijeta od samog početka njegovog nastanka. Kako je zelena traka koja graniči sa rezervoarima postajala sve šira, veza između biljnih vrsta i između biljaka i prirodnih uslova njihovog postojanja, kao što je tlo, postajala je sve složenija.
Borba za egzistenciju
Među biljkama su nastale različite veze, koje je Darwin nazvao borbu za egzistenciju. Pod ovim izrazom mislio je i na odnos „borbe“ (tj. kada jedan oblik, za koji se pokaže da je bolje prilagođen datim uslovima od drugog, istisne ovaj drugi), i one kada neki organizmi svojim postojanjem stvaraju povoljne uslove za život drugih i, konačno, odnos u kojem međusobna povezanost različitih organizama postaje toliko bliska da jedan od njih više ne može postojati bez drugog („međusobna pomoć“, simbioza). Tokom života kopnenih biljaka stvoreni su uslovi neophodni za ovaj život, formirano je tlo - medij vodene i mineralne ishrane. Svako tlo je proizvod istorijskog razvoja. Prazemlje, koje je nastalo u doba razvoja zemljišta od strane zelenog svijeta, razvilo se kao složena prirodna formacija u čijem stvaranju su zelene biljke (a potom i životinje), minerali, mikroorganizmi (bakterije i sitne gljive) i lišajevi su učestvovali. Potonje su biološki složene biljke koje se sastoje od jednoćelijskih algi i protozoaPrije više milijardi godina, naša Zemlja je bila gola, beživotna planeta. A onda se na njegovoj površini pojavio život - oni prvi, najprimitivniji oblici živih bića, čiji je razvoj doveo do beskrajne raznolikosti prirode oko nas. Kako se odvijao ovaj razvoj? Kako su se životinje i biljke pojavile na Zemlji, kako su se promijenile? Ova knjiga će odgovoriti na neka od ovih pitanja. Njegov autor, izvanredni sovjetski znanstvenik akademik V. L. Komarov, opisao je u njemu povijest biljnog svijeta Zemlje - od najjednostavnijih jednoćelijskih bakterija do modernih visokorazvijenih cvjetnica. Ovaj dugi put razvoja autor prikazuje u bliskoj vezi sa opštom istorijom Zemlje, sa promenama njenih prirodnih uslova, topografije i klime. Knjiga je napisana popularno, lako se čita i donosi velika korist najširem krugu čitalaca koji imaju osnovne informacije iz oblasti biologije u okviru školskog predmeta.
knjiga:
2. POREKLO ALGA
| <<< Назад
|
Naprijed >>> |
2. POREKLO ALGA
Budući da se najjednostavnije alge vrlo malo razlikuju od bakterija, vjerujemo da su s njima usko srodne. Srednju grupu čine organizmi sa bičevima koji stoje na granici između biljnog i životinjskog svijeta. To su jednoćelijski, različito građeni mali stanovnici voda, različitog načina ishrane. Neki od njih imaju unutrašnju šupljinu ( digestivna vakuola) i otvaranje usta i gutanje hrane, kao što su bakterije; mogu se smatrati rodonačelnicima životinjskih organizama. Takvi flagelati su bezbojni, ne sadrže hlorofil i ne mogu postojati bez gotove organske hrane. Ostali flagelati imaju hlorofil, nemaju stalnu probavu (vakuolu) i hrane se poput biljaka ugljičnim dioksidom otopljenim u vodi, sunčeve zrake itd. Ovo su preci pravih algi.
Paleontologija ukazuje da ostaci algi datiraju iz kambrijskih slojeva. Poznati su i kambrijski flagelati. Za ležišta uglja već je precizno utvrđen čitav niz niskoorganiziranih algi. Poznato je da su se visokoorganizovane velike forme pojavile po prvi put u silurskim slojevima. To su bile takozvane sifonske alge, ili sifonske alge, koje su često imale složen vapnenački skelet. U devonskim slojevima fosilizirane plodove zračke alge trochilis proučavao je A.P. Karpinsky, dok su grane zraka iz srednjeg i gornjeg devonskog sloja opisali engleski naučnici Kidston i Lang.
Preci velikih oceanskih smeđih algi opisani su iz silurskih i devonskih slojeva. Ove alge igraju veliku ulogu u gospodarstvu mora iu mnogim zemljama su predmet ribolova: dijelom se koriste za hranu, dijelom za ekstrakciju joda i kalijevih soli iz njihovog pepela. U moru formiraju velike šikare i privlače raznoliku životinjsku populaciju. Crvene morske alge, ili ljubičaste alge, također su se pojavile u silursko doba, ali su svoj puni razvoj dostigle tek u kredi, kao i prethodna grupa.
Alge su imale i još uvijek igraju veliku ulogu u akumulaciji organske tvari i mineralnih naslaga. S jedne strane hrane mase životinjskih organizama, s druge strane doprinose stvaranju velikih slojeva nullipornih krečnjaka, a ostaci sličnih algi - litotamija - poznati su iz donje krede.
Savremeni svijet algi je šarolika slika organizama vrlo različite antike. Naravno, neki od njihovih tipova morali su postojati još u pretkambrijskom vremenu, ali tek iz silura počinju da se pronalaze pouzdani ostaci. Stoga su neke naše moderne alge nastale u prekambrijskom arhejskom vremenu, druge u siluru, a treće u karbonu. I kasnije su se nastavili pojavljivati novi i novi oblici, sve dok se u tercijarnom vremenu konačno nije pojavio moderni svijet algi, koji je, međutim, ponovo pregrupisan prema klimi u ledenom dobu.
* * *
Ako alge podijelite u zasebne grupe, dobit ćete sljedeću sliku:
1. Cijan ili plavo-zelene alge, inače zgnječene alge (Schizophyceae ili Cyanophyceae), najbliže su bakterijama po ćelijskoj strukturi i mnogim drugim karakteristikama. Žive u rezervoarima bogatim organskom materijom, kao iu rezervoarima bogatim mineralnim solima, u toplim izvorima, u vlažnom zemljištu, na zasjenjenim stijenama itd.; To također uključuje neke vrste koje buše kroz krečnjak.
Hirmerov sažetak navodi cijan alge: iz algonskih slojeva 6, probno utvrđeno; iz kambrija 2, iz ordovicija 6, iz silura 2, iz devona 2, iz karbona 5, iz perma 1, iz trijasa 2, iz jure 4, iz krede 1, iz eocena 1 i iz miocena 3, ukupno 35. Grüss kasnije opisana iz Devona kao fosilna cijanogena alga, Nematorites oscillatoriiformis; da je bio u pravu kada bi je svrstao u cijanacee, onda bi to bila cijanaceasta alga najvišeg tipa, jer kaže da je to nitasta biljka sa ćelijskim jezgrom u ćelijama i sa posebnim reproduktivnim organima, oogonijama i anteridijama.
Cyanaceae tako prolaze, poput bakterija, kroz čitavu evoluciju, zadržavši do danas primitivni tip strukture i primitivan način života; Ono što je novo kod njih je prilagođavanje pojedinih rodova i vrsta posebnim uslovima postojanja i raznim zaštitnim sredstvima. U svom daljem razvoju dolaze u dodir sa klasom ljubičastih algi (Rhodophyceae).
2. Dijatomeje, inače silicijum dioksid ili bacilarije (Diatomeae ili Bacillariophyta), jednoćelijske ili slabo povezane alge u koloniji. Unutrašnji slojevi ćelijske membrane sastoje se od pektinskih supstanci. Sa vanjske strane je prekriven ljuskom koja se sastoji od silicijum dioksida. Prisustvo školjke u dijatomejima osigurava da su njihovi ostaci dobro očuvani. Zaista, nalazišta fosilnih dijatomeja poznata su u mnogim zemljama i koriste se, između ostalog, kao građevinski materijal. Međutim, Pia tvrdi da se dijatomeje prvi put pojavljuju samo iz donje jure (lijasa). Ipak, postoji izjava Grüssa, koju još niko nije opovrgnuo, da je u devonu na Medvjeđem otoku pronašao prve pouzdane paleozojske dijatomeje ( Bacilliti, Discoites, Nitschiopsidea i sl.). Trenutno su dijatomeje rasprostranjene i u slatkim i u morskim vodama, a povremeno se nalaze i dijatomeje koje žive na vlažnom tlu. U morima čak mjestimično talože poseban dijatomejski mulj.
Dijatomeje potječu od bičastih organizama koji su žute boje i sposobni su taložiti male količine silicijum dioksida u svojoj ljusci. Slijed razvoja dijatomeja je vjerovatno sljedeći. Krizomonade, jednoćelijski bičasti organizmi sa žutosmeđim hromatoforama, od njih peridineae (Peridineae ili Dinoflagellatae), koji se masovno razvijaju u planktonu mora, a ponekad i u slatkim vodama (ovo uključuje rogate ili Ceratium), iz peridinea su rjeđi silikoflagelati, a iz potonje dijatomeje.
Čini se da su dijatomeje potrošile sve što im je bilo karakteristično na početku njihove istorije (plastičnost za raznolikost ćelijske forme, skulptura ili dizajn školjke i prilagođavanje slobodnom plivajućem načinu života ili načinu života organizma pričvršćenog pod vodom za stijene ili druge čvrste predmete. Oni ne idu nigde najviši tip. budući da je takoreći kompletan u svom razvoju u blizini.
3. Zelene alge, ili Chlorophyceae - glavna vrlo plastična grupa, podijeljena u 5 klasa: protokolarne, ulotrične ili konferne (zelene niti), sifonokladijske, sifonske i chara, ili zrake. Potječu od zelenih bičastih organizama, a između ove dvije grupe postoje direktni prijelazni oblici, poput Pyramidomonas i Chlamydomonas, mobilnih jednoćelijskih organizama naših voda. Među zelenima, posebno među dasikladijama i sifonima, ima mnogo organizama koji talože kalcij u svojim školjkama i stoga su savršeno očuvani u morskim i slatkovodnim sedimentima. Ranije je francuski paleontolog Saporta naveo brojne fosile iz silurskog perioda kao ostatke sifonskih zelenih algi velike veličine, naseljavali su mora i igrali izuzetnu ulogu u akumulaciji organske materije tih dana. Međutim, kasniji paleontolozi nisu prepoznali njegove bilobiti, eofitone i dr. kao biljne ostatke, već su otkrivene brojne vrste dasycladiana sa vrlo složenom strukturom pojedinačnih komora, posebno brojnih u periodu trijas-jura-kreda. I danas, sifonske i dasycladian zelene alge zadivljuju svojim originalnim oblicima. Žive u toplim vodama južnih mora, u njihovom obalnom pojasu, jedva pokrivenom vodom u vrijeme oseke, na pjeskovitom, blatnjavom ili kamenitom tlu, posebno na koraljnim plićacima. Posebno ih ima u američkom Karipskom moru i u blizini ostrva Malajskog arhipelaga.
Struktura ovih algi je izvanredna po tome što njihova stanična jezgra ne uzrokuju, kao druge biljke, stvaranje staničnih membrana; vlakna se talože dijelom u obliku vrećastog omota koji je zajednički za cijeli organizam, dijelom (npr. razne vrste caulerpas - rod Caulerpa) u obliku izdanaka, poput greda, iznutra; duž ovih procesa protoplazma puzi u skladu sa intenzitetom osvetljenja, pomerajući se čas naniže, dalje od prejakih sunčevih zraka, čas dižući se gore. U Dasycladians, unutrašnje pregrade dijele organizme u zasebne komore, ali u svakoj komori postoji mnogo ćelijskih jezgara. Alge Characeae imaju istu strukturu komora, čiji su tvrdi plodovi pronađeni još od devona, a grane sa plodovima poznate su iz tercijarnih naslaga.
4. Smeđa alga Phaeophyceae, najveća od svih, složene boje, u kojoj pored hlorofila i karotena, karakterističnih za sve autotrofne biljke, učestvuje i žuto-smeđi pigment fikafein koji pojačava njihovu asimilativnu sposobnost. Smeđe alge sada formiraju čitave podvodne šume uz kamenite obale umjereno hladnih zemalja. Općenito je poznato prisustvo ostataka smeđih algi u sedimentima jure, krede i tercijara. Ove alge ne pokazuju naslage kalcija ili silicija i stoga imaju male šanse da budu paleontološki dobro očuvane. Stoga se obično misli da su u doba paleozoika bile predstavljene visokorazvijenim oblicima, ali se njihovo izdvajanje u karakterističnu samostalnu granu tako raznolikog svijeta algi dogodilo još ranije.
I unutra U poslednje vreme takav autoritet u paleontologiji biljaka kao što je Pia potvrđuje veliki značaj smeđih algi u devonskom periodu, a Grüss je opisao smeđe alge iz devona Nematophora fascigera. U svakom slučaju, do početka tercijarnog perioda oni su već bili potpuno formirani. Nalazi u eocenu Sargassuma ( Sargassum globiferum Steinberg) i Cystoseira ( Cystoseira filiformis Stern and S. helvetica Heer) jasno ukazuju da raznolikost eocenskih smeđih algi nije bila inferiorna u odnosu na moderne. Čak i ako su se u okeanima dogodile velike katastrofe povezane sa slijeganjem takozvanih ponorskih područja i drugim geološkim promjenama, ipak je dio okeana uvijek zadržao uslove potrebne za život algi, te su se mogle kontinuirano razvijati od devona do naše vrijeme.
5. Ljubičaste, odnosno crvene alge (Rhodophyceae) sa skupom pigmenata, u kojima osim hlorofila i karotena učestvuje i crveni fluorescentni pigment fikoeritrin, zbog čega su sposobne da se asimiliraju pri vrlo slabom svjetlu i mogu živjeti u dublje dijelove mora, spuštajući se do granica prodora sunčeve svjetlosti. Ova grupa, povezana svojim ćelijska struktura sa najvišim predstavnicima cijan algi, odlikuje se izuzetnom raznolikošću spoljašnjih oblika i razvojnog ciklusa. Najstariji od njih već je živio u morima ordovicijanskog perioda ( Delesserites salicifolia Ruedemann). Među grimizima ističe se izuzetna porodica koralina, u kojoj su školjke njihovih općenito malih stanica impregnirane kalcijum karbonatom, što im daje vanjsku sličnost s koraljima. Rasprostranjeni su u modernim morima i ponegdje formiraju opsežne grebene nullipore, slične koraljnim, ali nemaju rupe karakteristične za potonje, u kojima koralji žive hidroidne polipe koji ih grade. Slični nulipore su također poznati u fosilnom obliku, počevši od slojeva ordovicija i silura, a bili su vrlo česti u morima u periodu krede.
Crvene alge ne pružaju nikakve prijelaze u više biljne grupe. Takvi prijelazi se uočavaju samo kod zelenih i posebno smeđih algi.
| <<< Назад
|
Naprijed >>> |
Pitanje porijekla i evolucije algi je vrlo složeno zbog raznolikosti ovih biljaka i njihove submikroskopske strukture. Najlakši način da se riješi pitanje je porijeklo prokariotskih plavo-zelenih algi, koje imaju mnoge zajedničke karakteristike s fotosintetskim bakterijama. Plavo-zelene alge su najvjerovatnije nastale od organizama bliskih ljubičastim bakterijama i koji sadrže hlorofil a. Trenutno ne postoji jedinstveno gledište o porijeklu eukariotskih algi. Postoje dvije grupe teorija koje proizlaze ili iz njihovog simbiotičkog ili nesimbiotskog porijekla.
Prema teoriji simbiogeneze, hloroplasti i mitohondrije ćelija eukariotskih organizama su nekada bili nezavisni organizmi: hloroplasti su bili prokariotske alge, mitohondrije su bile aerobne bakterije. Pretpostavlja se da je postojalo nekoliko grupa prokariotskih algi koje su se razlikovale po skupu pigmenata. Kao rezultat hvatanja aerobnih bakterija i prokariotskih algi od strane ameboidnih heterotrofnih eukariotskih organizama, nastali su preci modernih grupa eukariotskih algi.
Na osnovu nesimbiotskog porijekla eukariotskih algi, pretpostavlja se da su nastale od zajedničkog pretka s plavo-zelenim algama, koje su imale hlorofil a i fotosintezu uz oslobađanje kisika. S ove točke gledišta, ameboidni oblik strukture očito treba smatrati najprimitivnijim u eukariotskim algama, a stanični zid svih modernih prokariota ima krutu osnovu. Posljedično, plavo-zelene alge su sporedna, slijepa grana evolucije. Prvi korak ka nastanku eukariotskih algi bilo je formiranje jezgra i hloroplasta. U ovoj fazi evolucije pojavile su se crvene alge koje karakterizira odsustvo faza biča. Unatoč složenosti njihovog razvojnog ciklusa i anatomske strukture, crvene alge su se ispostavile kao bočna i slijepa grana evolucije. Sljedeća faza je razvoj motoričkog aparata - flagella - kod jednoćelijskih eukariota. Njihovom pojavom rođena je centralna - progresivna - grupa
fotosintetski eukariotski bičasti organizmi . Dalja evolucija je išla u nekoliko pravaca. Kod nekih flagelata, uz smeđe pigmente, sekundarno se pojavio hlorofil sa, i evoluirali su na nekoliko načina koji su doveli do pojave zlatnog,
dijatomeje, smeđe alge. Drugi smjer evolucije karakterizira prevlast zelene boje i prisustvo hlorofila a i b (zeleno, harofiti, euglenofiti).
Istina, neki istraživači priznaju da su eukariotske alge mogle nastati od heterotrofnih bičastih eukariotskih organizama. Ali to bi bilo moguće ako pretpostavimo da su se fotosinteza i flagele, koje imaju istu strukturu u svim algama i heterotrofnim organizmima, pojavile dva puta, što je malo vjerovatno. Postoji i pretpostavka da su modrozelene alge dovele do crvenih algi, a da su alge sa flagelama evoluirale iz bezbojnih bičastih organizama.
Značenje algi
Alge su od velikog značaja u životu pojedinih biogeocenoza, u kruženju supstanci u prirodi, kao iu ljudskoj ekonomskoj aktivnosti. Oni predstavljaju početnu kariku u lancu ishrane različitih vodenih organizama. Međutim, prekomjerno obilje mikroskopskih biljaka u vodenim tijelima („cvjetanje“ vode) negativno utječe na kvalitetu vode. S druge strane, alge (Volvox, Euglena, žuto-zelena, dijatomeja) su aktivni zdravstveni radnici koji provode procese samopročišćavanja otpadnih voda. Mnoge njihove vrste pokazatelji su biološkog zagađenja i saliniteta. Zajedno s formiranjem biomase, stalno se događa obrnuti proces - odumiranje algi. U rezervoarima, plankton koji se taloži je dio detritusa, koji služi kao hrana za bakterije, gljive i aktinomicete. Dijatomeje i zlatne alge stvaraju mulj, sapropele i neke stijene. Tako se 50-80% dijatomita sastoji od ljuski dijatomeja, neki krečnjaci su sastavljeni od ostataka zlatnih i karofitnih algi.
Alge koje žive u zemljištu povećavaju njihovu plodnost. U prvim fazama formiranja tla alge sudjeluju u procesu trošenja stijena i stvaranju primarnog humusa na čisto mineralnim supstratima. U formiranim tlima, glavni procesi koje sprovode alge su: akumulacija organske materije, fiksacija azota iz atmosfere, fiksacija mineralnih đubriva i uticaj na fizička svojstva zemljišta. Biomasa algi dostiže 600
kg⁄ha u sloju od 0 do 10 cm i 1,5 t⁄ha u površinskim izraslinama. Međutim, tokom vegetacije ova biomasa se više puta obnavlja. dakle,
V buseno-podzolic u zemljištu održavanom u stanju čiste ugare (bez biljaka), te na tlu suhe livade sa promjenjivom vlažnošću tla, proizvodnja algi u mjesecu je tri puta premašila maksimalnu biomasu. Alge direktno ili indirektno sudjeluju u obogaćivanju tla dušikom i stimuliraju aktivnost nekih bakterija koje fiksiraju dušik, posebno Azotobacter i nodules bakterija. Mnoge plavo-zelene alge su atmosferski fiksatori dušika. Alge Utjecaj algi na svojstva tla očituje se u tome što tokom njihovog rasta dolazi do biološke apsorpcije lako rastvorljivih mineralnih soli koje se postepeno oslobađaju i apsorbuju u korijenu biljaka. Površinski filmovi algi imaju antierozionu vrijednost i utiču na vodni režim tla.
Što se tiče direktne upotrebe algi za ljudske potrebe, na prvo mjesto treba staviti crvene i smeđe. Marine macrophytes
(Porfira, Rodimenija, Laminarija, Alarija, Undarija) koristi se za hranu i kao hrana za stoku. Priprema salata, supa, začina i konditorskih proizvoda od ovih algi posebno je popularna na istoku (Japan, Kina). Alge koje se koriste u prehrambene svrhe nisu samo hranljive, već su i bogate vitaminima i solima joda i broma. S tim u vezi, preporučuje se njihovo dodavanje u hranu za liječenje i prevenciju niza bolesti (skleroza, poremećaji aktivnosti štitne žlijezde). Od slatkovodnih algi
V velike kolonije nostoka, kao i spiruline, hrane se. Morske alge služe kao sirovina za mnoge industrije. Najvažniji proizvodi dobiveni preradom crvenih i smeđih makrofita su agaragar i algin. Agar se široko koristi u prehrambenoj, papirnoj, farmaceutskoj, tekstilnoj i mikrobiološkoj industriji. Algin, ekstrahovan iz smeđih algi i ima adhezivna svojstva, koristi se kao aditiv u prehrambenim proizvodima, u proizvodnji lijekova, u štavljenju kože, u proizvodnji papira, tkanina, sintetičkih vlakana i građevinskih materijala. Kulture algi su takođe neophodne u naučnoistraživački rad (iz fiziologije, biohemije, genetike, biofizike). U tu svrhu se široko koriste klorokokne zelene alge (Chlorella, Scenedesmus) i Chara alge (Nitella).
LABORATORIJSKI RAD br. 2 (2 sata)
Odeljenje Rhodophyta - crvene alge (ljubičaste alge)
Svrha rada je proučavanje raznolikosti crvenih algi, njihove strukture i reprodukcije.
1. Upoznajte predstavnike odjela za crvene alge.
2. Proučite njihovu strukturu i karakteristike reprodukcije.
Podrška znači: mikroskopi, dijapozitivi i pokrovne čaše, pipete, živi i fiksni uzorci i mikropreparati, herbarski uzorci crvenih algi (Batrachospermum, Bangia, Porphyra, Ahnfeltia, Ceramium, Phyllophora, itd.).
Opće teorijske informacije
Crvene alge (ljubičaste alge) česte su u morima tropskih i suptropskih zemalja i dijelom u umjerenim klimatskim područjima. Izvana, tali crvenih algi su vrlo raznoliki, često lijepi i bizarni. Ovdje možete pronaći filamentne, multifilamentne, lamelarne, pa čak i jednoćelijske i kolonijalne oblike među primitivnim crvenim (Bangiaceae).
Jedinstvenost crvenih algi je prvenstveno u setu pigmenata. Crvene alge sadrže hlorofil a i d, karotene α i β, nekoliko ksantofila, biliproteine - crveni pigment, fikocijane - plavi pigment, potonji su pronađeni samo u cijanobakterijama. Kromatofore kod većine algi su u obliku diska, bez pirenoida; primitivne bangie alge imaju hromatofore u obliku zvijezde s pirenoidom. Njihov proizvod asimilacije je ljubičasti škrob i ulja.
Ljubičaste biljke imaju složen razvojni ciklus kakav nema kod drugih algi, jedinstvenu strukturu ženskog organa - oogonije i složene procese razvoja zigota. Pokretne faze u ciklusu razvoja
potpuno odsutne, njihove spore i gamete bez flagela. Vegetativno razmnožavanje događa se stvaranjem dodatnih izdanaka koji potiču iz tabana ili iz puzavih grana; kod primitivnijih (jednoćelijskih i kolonijalnih) algi - dijeljenjem ćelije na dvije ili više kćeri ćelija. Aseksualno razmnožavanje kod nisko organiziranih ljubičastih moljaca obavlja se monosporama; u većini
Tetraspore. Seksualni proces u svim crvenim algama je oogaman. Muške gamete bez flagela nazivaju se spermatozoidi. Spermacija se formira u spermatangiji. Žensko reproduktivni organ u crvenim algama - oogonium - naziva se karpogon, koji se sastoji od trbuha s jajetom i trihogina. Nakon oplodnje, trihogin umire. Zigota klija bez perioda mirovanja i formira posebne spore - karpospore (2n), čime nastaje sporofit. Kod visokoorganizovanije purpuree (floridiaceae) iz zigota se razvijaju posebni filamenti - gonimoblast, čija svaka ćelija postaje karposporangijum (slika 2.3). Ponekad se nakon oplodnje karpogon spaja s pomoćnom ćelijom, koja obavlja funkcije stimulacije razvoja gonimoblasta i njegove prehrane. Kod nekih se za povezivanje pomoćne ćelije sa karpogonom koriste ooblastične, odnosno vezivne niti. Zreli gonimoblast se naziva cistokarp. Iz karpospora se razvija sporofit. Dakle, u ciklusu razvoja većine crvenih algi dolazi do promjene tri oblika razvoja: gametofit (n), karposporofit (2n) i sporofit (2n), dok su gametofit i sporofit dva slobodnoživa oblika. Smjena generacija može biti izomorfna ili heteromorfna.
Crvene alge ljudi naširoko koriste u domaćinstvima i domaćinstvima. Mnoge grimizne gljive su jestive. Najvredniji proizvod koji se dobija od crvenih algi i ima veoma široku primenu je agar, koji se u mikrobiologiji koristi za uzgoj mikroorganizama, u prehrambenoj industriji u proizvodnji želea, marmelade, slatkiša i konzerviranja.
1. Pregledajte pod mikroskopom i skicirajte haploidni stej (gametofit) batrachospermuma ( Batrachospermum) sa cistokarpom (slika 2.3: A).
2. Zabilježite razvojni ciklus batrachospermuma (slika 2.3: B).
3. Upoznajte druge predstavnike odjela za crvene alge
(Bangia, Porphyra, Ahnfeltia, Ceramium, Phyllophora itd.) i skicirati strukturu talusa (slika 2.4), proučiti metode njihove reprodukcije.
1. Koji pigmenti određuju boju crvenih algi i kako se ona mijenja u zavisnosti od uslova staništa?
2. Kako se izražavaju promjene nuklearnih faza i generacija?
3. Koji je praktični značaj crvenih algi?
LABORATORIJSKI RAD br.3 (6 sati)
Odjel Ochrophyta (Heterokontophyta) - ochrophytes (multiflagelati)
Svrha rada: proučavanje raznolikosti heteroflagelatnih algi, njihove strukture i reprodukcije.
1. Identifikujte karakteristične karakteristike klasa Tribophyceae (Xanthophyceae), Diatomophyceae (Bacillariophyceae), Fucophyceae (Phaeophyceae).
2. Upoznajte predstavnike ovih klasa.
3. Identifikujte karakteristike organizacije talusa i strukture ćelija.
4. Proučite vrste ciklusa reprodukcije i razvoja glavnih predstavnika ovih klasa.
5. Odrediti ulogu žuto-zelenih, dijatomeja i smeđih algi u prirodi i gospodarskoj djelatnosti.
Podrška znači: mikroskopi, dijapozitivi i pokrovne čaše, pipete, živi i fiksni uzorci i mikropreparati heteroflagelatnih algi (Vaucheria, Botrydium,
Tribonema - tribonema, Melosira - melosira, Pinnularia - pinnularia,
Laminaria - kelp, Fucus - fucus, itd.).
Rice. 2.3. Batrachospermum:
izgled gametofitni talus sa cistokarpom (A) i razvojnim ciklusom (B): 1 - ženski gametofit; 2 - dio ženskog talusa sa karpogonom; 3 - muški gametofit; 4 - dio muškog talusa sa spermatozoidima;
5 - spermacija; 6 - proces oplodnje; 7 - gametofit sa karposporofitom; 8 - gonimoblast; 9 - karpospore; 10 - klijavost karpospore;
11 - sporofit sa monosporangijumom:
(a - haploidni stadijum, b - diploidni stadijum (karposporofit), c - diploidni stadijum (sporofit)).
Rice. 2.4. Raznolikost crvenih algi (Rhodophyta):
1 - bangia (Bangia); 2 - porfir (Porphyra); 3 - ahnfeltia (Ahnfeltia); 4 - keramij (Ceramium); 5 - filofora (Phyllophora)
Opće teorijske informacije
Klasi Tribophyceae (Xanthophyceae) - tribophyceae (žuto-
zelene alge) To uključuje alge čije su ćelije obojene žućkasto ili zelenkasto. Ova boja je određena dominacijom karotena i ksantofila, prisustvom hlorofila a i c. U ćelijama nema škroba, a kapljice ulja, rjeđe leukozin i volutin, akumuliraju se kao glavni proizvod asimilacije. Žuto-zelene alge odlikuju se velikom morfološkom raznolikošću, nalaze se svi glavni tipovi strukture tijela algi (ameboidne, monadne, palmeloidne, kokoidne, filamentne, heterofilamentne, lamelarne i sifonalne). Stanična membrana je celulozna, optočena vapnom, silicijum dioksidom ili solima gvožđa. Žuto-zelene alge su rasprostranjene širom svijeta. Nalaze se uglavnom u čistim slatkovodnim tijelima vode, rjeđe u morima, a česti su i u tlu. Posebnost žuto-zelenih algi je prisustvo monadne strukture u vegetativnim ćelijama i dvije nejednake bičeve u zoosporama: glavna flagella je perasta, bočna bičeva je u obliku biča. Žuto-zelene alge se razmnožavaju jednostavnom diobom stanica ili raspadanjem kolonija i višećelijskih tali u zasebne dijelove. Seksualni proces je oogamija (slika 2.5). Aseksualna reprodukcija pomoću biflagelatnih zoospora ili autospora (slika 2.6).
Rice. 2.5. Vaucheria:
1 - izgled talusa; 2–4 - formiranje zoospora u zoosporangijama; 5 - struktura zoospore; 6–8 - formiranje genitalnih organa (oogonijum i anteridija): A - aseksualna reprodukcija; B - seksualna reprodukcija (z - zoosporangij, zs - zoospora, x - hromatofor, c - vakuola, otrov - jezgro, g - bičak, a - anteridijum, o - oogonijum, i - jaje, ob - membrana)
Rice. 2.6. Žuto-zelene alge (Tribophyceae):
1 - botridijum (Botrydium): izgled i zoospore;
2 - tribonema (Tribonema): izgled talusa i izlaz autospora (p - rizoidi, ks - ćelijski zid, x - hromatofore)
Klasa Diatomophyceae (Bacillariophyceae) - dijatomeje
(bacillariophyceae)- jednoćelijski mikroskopski organizmi ili udruženi u kolonije različitih tipova: lanci, niti, vrpce, zvijezde (slika 2.7). Rasprostranjeni su širom svijeta. Staništa: slana i slatka vodena tijela, vlažno tlo, stijene, kora drveća, itd.
Spoljašnja strana dijatomejske ćelije prekrivena je tvrdom ljuskom od silicijum dioksida koja se naziva karapaks. Karpaks se sastoji od dva odvojena dijela (sl. 2.8 i 2.9): gornjeg - epiteka (poklopac) i donjeg - hipoteke (kutija). Epiteka i hipoteka imaju ravnu stranu sa zakrivljenim ivicama
Krilo i uski prsten čvrsto spojeni na krilo - pojas. Pojas epiteka je čvrsto navučen preko pojasa hipoteke. Ventili imaju prolazne (pore) ili neprohodne (areole) rupe, kao i komore. Rubovi ventila imaju jasan uzorak paralelnih rebara, koji su pregrade uskih poprečnih komora na unutrašnjoj strani ventila. U zavisnosti od oblika ćelije i strukture ljuske, dijatomeje imaju centralnu ili bilateralnu simetriju.
Kromatofori u dijatomeja su prilično raznoliki po obliku, veličini i broju. Kod većine centričnih dijatomeja one su male i brojne, dok su kod pennatnih dijatomeja veće (režnjeve, lamelarne, itd.) i malobrojne. Glavni pigmenti su hlorofil a i c, karoten i ksantofili. Rezervni nutrijent je ulje.
Vegetativna reprodukcija se odvija mitotičkom podjelom jezgra i protoplasta. Zatim se zalisci razilaze i svaki protoplast dovršava novu hipoteku (slika 2.8). Niz takvih podjela određuje sekvencijalno smanjenje pojedinaca. Granicu takvoj redukciji postavlja seksualni proces, koji u u ovom slučaju ne dovodi do brojčanog povećanja jedinki, već do vraćanja normalnih veličina. Seksualni proces je izo-, hetero ili oogomija. Sve dijatomeje su diploidni organizmi, a haploidnu fazu imaju tek prije nuklearne fuzije. Samo dijatomeje imaju sposobnost formiranja auksospora, tj. „rastuće spore“, koje, kada se formiraju, jako rastu i potom klijaju u ćelije koje se po veličini veoma razlikuju od prvobitnih.
Rice. 2.7. dijatomeje (Diatomophyceae):
1 - ciklotela (Cyclotella): školjka sa strane ventila (A) i sa pojasa (B); 2 - sinedra (Synedra): školjka sa strane ventila (A) i sa pojasa (B);
3 - Fragilaria: kolonija (A) i ljuska sa strane ventila (B); 4 - Tabellaria: opšti pogled na koloniju;
5 - asterionela (Asterionella): opšti pogled na koloniju (A) i ljusku sa strane ventila (B);
6 - navicula (Navicula): pogled sa krila
Rice. 2.8. melosira:
1 – konac sa pojasa (A) i sa strane krila (B); 2 - životni ciklus
Rice. 2.9. Pinnularia:
1 - školjka sa strane pojasa (A) i sa strane ventila (B); 2 - kavez sa strane krila (A), kavez sa pojasa (B):
pe - epitekalni pojas, pg - hipotekalni pojas, se - epitekalni zalistak, sg - hipotekalni zalistak,
R - rebra, sh - šav, tsu - centralni čvor, pu - polarni čvor,
V - vakuola, km - kap ulja, i - jezgro, cm - citoplazmatski most,
x - hromatofor
Dijatomeje su se prvi put pojavile u jurskom periodu mezozoika (prije 195-200 miliona godina). Formiraju debele naslage dijatomitnih stijena, koje imaju različite ekonomski značaj. Koristi se u proizvodnji eksploziva (dinamita), materijala za zvučnu i toplotnu izolaciju, u materijalima za mlevenje i u proizvodnji filtera.
Klasa Fucophyceae (Phaeophyceae) - smeđe alge - to su makroskopske alge koje se nalaze u morima i okeanima cijelog svijeta, uglavnom u priobalnim plitkim vodama, ponekad dosežu 30-50 m dužine (Macrocystis ). Tip organizacije talusa je pretežno lamelarni (slika 2.10: A). Zajednička vanjska karakteristika smeđih algi je žuto-smeđa boja, uzrokovana prisustvom velikog broja žutih i smeđih pigmenata. Kromatofore stanica smeđih algi, u obliku diska, rjeđe u obliku trake ili lamele, sadrže hlorofil a i c, β i ε karoten i nekoliko ksantofila - fukoksantin, violaksantin, anteraksantin, zeaksantin. Pirenoidi su mali. Hranjive tvari za skladištenje su uglavnom laminarin i manitol (šećerni alkohol) i male količine masti. Ćelijske membranepektin-celuloza,lako ljigav. Smeđe alge su višećelijske biljke. Mnoge alge imaju parenhimsku strukturu. Kao rezultat ćelijske diobe u različitim ravnima, formiraju se morfološki odvojeni kompleksi ćelija, koji podsjećaju na asimilacijsko, skladišno, mehaničko i provodno tkivo (sl. 2.10: B, C). Površno 1–4 slojevi ćelija su mali. Ispod se nalazi korteks većih obojenih ćelija. U središnjem bezbojnom dijelu talusa mogu se razlikovati dvije grupe ćelija. U sredini se nalaze labavo ili gusto smještene niti sa jako izduženim ćelijama - jezgrom. Između srži i kore nalaze se velike bezbojne ćelije - srednji sloj. Jezgra smeđih algi ne samo da služi za transport proizvoda fotosinteze, već obavlja i mehaničku funkciju.
Rice. 2.10. laminarija:
A - ciklus razvoja (z - zoospore, zs - zoosporangije, s - sporofit, sp - sperma, a - anteridijum, g - gametofit, i - jaje, o - oogonija);
B - uzdužni presjek peteljke; B - poprečni presjek peteljke
Vegetativno razmnožavanje se dešava kada se grane odvoje od steljke. Talus smeđih algi, otkinut iz zemlje, ili njihovi dijelovi, ne mogu se pričvrstiti za čvrsto tlo i rastu u nevezanom stanju. Aseksualno razmnožavanje smeđih algi vrši se zoosporama, samo diktioti imaju nepokretne tetraspore. Seksualni proces u smeđim algama predstavljen je izo-, hetero- i oogamijom. Zoospore se formiraju u jednolokalnim posudama, gamete - u višelokalnim. Sve smeđe alge, osim algi fucus, imaju izraženu promjenu faza razvoja (slika 2.11). Redukciona podjela javlja se u zoosporangijama. Zigota bez perioda mirovanja prerasta u diploidni sporofit. U različite vrste priroda promjene faza razvoja nije ista: kod nekih, na primjer, kod ektokarpusa (Ectocarpus), sporofit i gametofit se ne razlikuju po izgledu, odnosno izomorfna promjena generacija (slika 2.12). Kod drugih, kao što je kelp (Laminaria), sporofit se razvija u snažniju i trajniju biljku, tj. u heteromorfnu smjenu generacija (slika 2.10: A). Kod Fucusa, s početkom razdoblja razmnožavanja, pojavljuju se posebne udubljenja na završnim granama talusa - posudama (skafidija), unutar kojih se formiraju oogonije i anteridije. Oogonija sadrži 8 jaja, anteridijum - 64 spermatozoida. Gamete
spajaju se u vodi, a zigota izrasta u novu diploidnu biljku (slika 2.11).
Smeđe alge su jedan od glavnih izvora organske materije. Uloga smeđih algi u ljudskoj ekonomskoj aktivnosti je također velika. Ovo je jedini izvor alginata - soli alginske kiseline, koje se koriste za stabilizaciju različitih otopina i suspenzija (konzerviranje, zamrzavanje, proizvodnja plastike, sintetičkih vlakana, za oblaganje tableta itd.). U medicini se kalcijev alginat koristi kao hemostatsko sredstvo i kao sorbent koji uklanja radionuklide (na primjer, stroncij). Još jedna važna tvar koja se dobiva iz smeđih algi je heksahidrični alkohol manitol, koji se koristi kao zamjena za šećer za dijabetičare i kao zamjena za plazmu za očuvanje krvi. Koristi se za izradu tableta u farmaceutskoj industriji. Manitol se također koristi u proizvodnji sintetičkih smola, boja, papira, eksploziva, te u štavljenju kože. Fukoidani, dobijeni iz smeđih algi, su efikasni antikoagulansi, čak aktivniji od heparina. Njihova upotreba za proizvodnju antitumorskih lijekova i antivirusnih spojeva smatra se obećavajućom. Smeđe alge su izvor joda i drugih elemenata u tragovima.
1. Pregledajte pod mikroskopom i skicirajte talus Vaucherie ( Vaucheria)
With genitalnih organa, označite ćelijske organele (slika 2.5).
2. Pregledajte pod mikroskopom i skicirajte tribonema tallus ( Tribonema) i zabilježite karakteristike njegove školjke (slika 2.6).
3. Pregledajte pod mikroskopom i skicirajte ljusku Pinnularije ( Pinnularia) sa strane ventila i pojasa, označite njegove strukturne dijelove (sl.
4. Nacrtajte strukturu peraste ćelije, označite njene organele (sl.
5. Pripremite privremeni preparat, pronađite predstavnike dijatomeja i skicirajte strukturu njihovih školjki sa strane ventila i pojasa
(sl. 2.7 i 2.8).
6. Skicirajte talus alge ( Laminaria) i zabilježiti njegov razvojni ciklus
(Sl. 2.10: A).
7. Napravite poprečni i uzdužni presjek steljke morske alge, pregledajte je pod mikroskopom i skicirajte (sl. 2.10: B, C).
8. Skicirajte fukus talus ( Fucus), obratite pažnju na karakteristike njegove reprodukcije (slika 2.11).
9. Obratite pažnju na karakteristike reprodukcije ektokarpusa ( Ectocarpus) (sl.
Rice. 2.11. Fucus:
1 - opšti pogled na talus (c - vazdušne vrećice, p - posude); 2 - ženski skafidijum; 3 - muški skafidijum (p - parafize, o - oogonijum, a - anteridijum)
Rice. 2.12. ektokarpus:
1 - opći pogled na steljku sporofita; 2 - jednolokularni zoosporangij; 3 - zoospore; 4 - gametofit s multilokularnom gametangijom; 5 - đubrenje; 6 - fuzija gameta;
7 - zigota; 8 - klijanje zigote; 9 - sporofit sa višekomornim sporangijumom i neutralnim zoosporama; n - haploidni skup hromozoma,
2n - diploidni skup hromozoma
Kontrolna pitanja:
1. Koje karakteristike karakteriziraju podjelu heteroflagelatnih algi i po čemu se razlikuju od zelenih?
2. Kakav je paralelizam u razvoju heteroflagelata i zelenih algi?
3. Koje su karakteristike klase?žuto-zelene alge?
4. Opišite strukturne karakteristike i reprodukciju vaučerije.
5. Kakva je struktura ćelija talusa i tribonema? Značajke njegove reprodukcije.
6. Na koje se redove dijele dijatomeje i na osnovu kojih karakteristika?
7. Kako nastaje seksualni proces i promjena nuklearnih faza kod dijatomeja?
8. Koje klase algi su srodne dijatomeje?
9. Koja je praktična važnost dijatomeja?
10. Koje karakteristike karakterišu klasu smeđih algi?
11. Koje smeđe alge treba smatrati primitivnijim i više
12. Navedite vrste talusa u smeđim algama i karakteristike njegove organizacije
13. Kako se mijenjaju nuklearne faze u smeđim algama?
SAMOSTALNI RAD br.1 (2 sata)
Odjel Ochrophyta (Heterokontophyta) - ochrophytes (multiflagelati). Klase Chrysophyceae - zlatne alge
i Synurophyceae - sinur alge
Svrha rada je proučavanje raznolikosti heteroflagelatnih algi, njihove strukture i reprodukcije.
1. Upoznajte se sa predstavnicima klase Chrysophyceae i
Opće teorijske informacije
Klasa Chrysophyceae (hrizofične ili zlatne alge) -
mala grupa (oko 500 vrsta) pretežno slatkovodnih mikroskopskih algi koje preferiraju čistu vodu, jednoćelijske i kolonijalne organizme; među višećelijskim algama - donjim ili epifitskim, uglavnom se nalaze u hladnim morskim i slatkim vodenim tijelima. Imaju veoma raznoliku spoljašnju strukturu (slika 2.13). Predstavnici - hromulina (Chromulina), dinobryon (Dinobryon) itd.
Kod najprimitivnijih vrsta stanica je prekrivena periplastom, koji omogućava stvaranje izbočina različitih oblika (rizopodije, pseudopodije); kod drugih je plazmalema prekrivena tvrdom celuloznom membranom, ponekad jako prekrivenom sluzom. Kućice zlatnih algi dolaze u različitim oblicima: u obliku vaze, sferne, jajolike, cilindrične; sa jednom ili više rupa. Kavez je pričvršćen za podnožje kućice sa fleksibilnom nogom ili može biti slobodan. Kod nekih krizofita se na površini ćelije talože vapnenačke formacije - kokoliti - različitih oblika i veličina, a silicijumski flagelati imaju unutrašnji silicijumski skelet.
Slika 2.13. Raznolikost zlatnih algi
(Chrysophyceae i Synurophyceae):
1 - hromulina (Chromulina): struktura ćelije (A) i formiranje filma iz cista (B); 2 - dinobrion (Dinobryon): izgled kolonije; 3 - ohromonas (Ochromonas): ćelijska struktura (A) i reprodukcija (B); 4 - sinura (Synura): dijeljena kolonija; 5 - Dictyocha: kremeni skelet odozgo (A) i sa strane (B):
(pzh - prednji bičak, zzh - zadnji bičak, sv - kontraktilna vakuola, i - nukleus, x - hromatofor, vx - vakuole sa krizolaminarinom, st - sluzokože, c - cista)
Ćelija ima dvije flagele, koje su prekrivene nemineraliziranim ljuskama. Jedna od flagela je smanjena. Pigmenti - hlorofil “a” i “c”, karoteni, ksantofili (fukoksantin). Hromatofori se sastoje od kompleksa od 3-4 tilakoida, koji su okruženi tilakoidom periferne ovojnice. Asimilacijski proizvodi - krizolamin, ulje. Karakteriziraju ga pulsirajuće vakuole i stigma. Neki imaju ubodne strukture.
Vegetativno razmnožavanje se događa uzdužnom podjelom, raspadanjem kolonija ili višećelijskog talusa na fragmente. Aseksualna reprodukcija
- zoospore, aplanospore, ameboidne ćelije. Seksualna reprodukcija
- hologamija (vrsta konjugacije). U nepovoljnim uslovima formiraju ciste sa debelom ljuskom od silicijum dioksida.
Zlatne alge učestvuju u stvaranju primarne proizvodnje u vodnim tijelima i služe kao hrana za planktonske životinje. Oni su pokazatelji čiste vode. Nakon što umru, za sobom ostavljaju sapropel (organski mulj). Fosili zlatnih algi formirali su naslage vapna (kambrijske naslage).
Klasa Synurophyceae (sinur alge) - ova grupa organizama je izolirana iz zlatnih algi. Naziv klase dolazi od grčkog. sin
Zajedno i ura - rep. Kombinira monadne usamljene i kolonijalne organizme, ponekad sa izmjenom u životnom ciklusu monadnog i palmeloidnog stadija. Površina pektinskih ljuski prekrivena je ljuskom silikonskih ljuskica. Mitohondrije sa tubularnim kristama nalaze se u citoplazmi oko hloroplasta. Ćelija ima dva hromatofora, koji su okruženi sa četiri membrane. Lamele su tritilakoidne, okružene pojasnim tilakoidom. Nema stigme. Ćelije obično imaju 2 nejednake flagele. Dugačak pernati bičak je usmjeren naprijed. Kratak, glatki flagelum, koji je ponekad jako reduciran, usmjeren je prema stražnjoj strani.
Ćelije se razmnožavaju uglavnom uzdužnom podjelom. Kolonije, koje se raspadaju, stvaraju mlade kolonije. Kod nekih vrsta seksualni proces je opisan u obliku izogamije. Za razliku od zlatnih algi, fuzija izogameta u sinurskim algama se ne događa na prednjim, već na njihovim stražnjim krajevima. Predstavnici - sinura (Synura), ochromonas (Ochromonas) itd.
Kontrolna pitanja:
1. Koje su karakteristike zlatnih algi?
2. Opišite strukturu ćelije.
3. Šta je zajedničko klasama Chrysophyceae i Synurophyceae?
4. Kako se razmnožavaju zlatne alge?
5. Kakav je značaj zlatne alge u prirodi i ljudskom životu?
6. U tablicu unesite podatke za klasu Chrysophyceae. 2.1.
LABORATORIJSKI RAD br. 4 (4 sata)
Odjeljenje Chlorophyta - zelene alge
Svrha rada je proučavanje raznolikosti zelenih algi, njihove strukture i reprodukcije.
1. Upoznajte se sa različitim tipovima organizacije talija.
2. Proučite strukturu ćelije.
3. Identifikujte karakteristike reprodukcije.
Podrška znači: mikroskopi, dijapozitivi i pokrovne čaše, pipete, živi i fiksni uzorci i mikropreparati zelenih algi (Chlamydomonas - chlamydomonas, Volvox - volvox,
Chlorococcum - chlorococcus, Ulothrix - ulothrix, Draparnaldia -
draparnaldia, Oedogonium - edogonium, itd.).
Opće teorijske informacije
Zelene alge su najopsežniji odjel algi, koji broji oko 20.000 vrsta. Rasprostranjena po cijelom svijetu, uglavnom naseljena slatke vode, rjeđe u morskoj vodi, a neke su se prilagodile životu u uslovima periodične vlage: na tlu, stablima, saksijama i sl. Mogu biti jednoćelijske, kolonijalne, koenobijalne i višećelijske. Tip ćelije je eukariotski. Predstavljaju sve poznate faze morfološke diferencijacije tijela algi, osim ameboida: monadni, kokoidni,
palmeloidni, filamentni, heterofilamentni, lamelarni, sifonalni. Svi su različiti zeleno njihovih talija, zbog prevlasti hlorofila a i b nad karotenima i ksantofilima. Pigmenti su koncentrisani u hromatoforima različitih oblika (čašasti, pločasti, spiralni, zvezdasti, diskasti itd.). Ćelijski zid je pektin, celulopektin ili celuloza. Rezervne supstance su skrob taložen oko pirenoida, rjeđe ulje. Karakterizira ga vegetativna, aseksualna (zoo-, auto- i aplanospore) i seksualna (izo-, hetero-, oogamija i konjugacija) reprodukcija.
Klasifikacija zelenih algi se mijenjala nekoliko puta u posljednjih nekoliko decenija. Prema vrsti spolnog razmnožavanja, razlikuju se dvije klase
Chlorophyceae (zapravo zelene alge) i Conjugatophyceae
(konjugati). Klasa samih zelenih algi podijeljena je u redove prema vrsti organizacije tijela: Volvocales, Chlorococcals
(Chlorococcales), ulothrixales (Ulothrichales), oedogoniales (Oedogoniales),
sifone (Siphonales) i sifonocladale (Siphonocladales). Klasa konjugata objedinjavala je tri reda, koja se razlikuju po broju klijanaca nastalih kao rezultat konjugacije: Mesotaeniales (mesothenials), Zygnematales (zygnemaaceous), Desmidiales (desmidiales). Međutim, nedavno je otkriveno da konjugati, zajedno s nekim drugim relativno malo poznatim grupama zelenih algi, zapravo pripadaju
To Charovaya algae.
IN Trenutno, uzimajući u obzir gore navedene karakteristike (tip organizacije tijela i reprodukcije) i karakteristike ultrastrukture ćelije, izdvaja se nekoliko klasa (Chlorophyceae, Ulvophyceae, itd.).
IN klase Chlorophyceae, ili zapravo zelene alge
(Chlorophyceae), uključuje redove: Chlamydomonadales,
karakteriše monadni tip organizacije; hlorokokna
(Chlorococcales) - kokoid; Chaetophorales ) - nitasti i višenitasti; Oedogoniales - filamentni tip organizacije i karakteristike vegetativne i polne reprodukcije.
Klasa Ulvophyceae razlikuje se po složenijoj vrsti organizacije i kombinuje sledeće narudžbe: kodiol ili ulotrihales (Codiolales ili Ulotrichales), karakteriziran filamentoznim tipom organizacije tijela; Ulvales - lamelarni.
1. Pregledajte pod mikroskopom i skicirajte strukturu Chlamydomonas ( Chlamydomonas) (slika 2.2: 1) i zabilježite karakteristike reprodukcije, zapišite razvojni ciklus (slika 2.14).
2. Pregledajte pod mikroskopom i skicirajte koloniju Volvoxa ( Volvox)
With ćerke kolonije (Sl. 2.15: 1) i kolonija sa zametnim ćelijama (Sl.
3. Zapišite razvojni ciklus Volvoxa (slika 2.15: 4).
4. Ispitajte pod mikroskopom i skicirajte strukturu ćelije Chlorococcum ( Chlorococcum) (Sl. 2.14: 2).
5. Uporedite ćelijsku strukturu hlorokoka i hlorele ( hlorela)
(Sl. 2.14: 2, 3).
6. Pregledajte pod mikroskopom i skicirajte ulotrix filament ( Ulothrix), označite ćelijske organele (slika 2.15: 1), zapišite razvojni ciklus (slika 2.16: 2).
7. Pregledajte pod mikroskopom i skicirajte draparnaldiju
(Draparnaldia) (Sl. 2.16: 3).
8. Pregledajte pod mikroskopom i skicirajte filament edogonijuma ( Oedogonium), označite ćelijske organele (slika 2.17).
Rice. 2.14. Zelene alge (Chlorophyta):
1 - dijagram životni ciklus Chlamydomonas:
aseksualna (A) i seksualna (B) reprodukcija (n - haploidni skup hromozoma,
2n - diploidni skup hromozoma); 2 - hlorokok (Chlorococcum): odrasla ćelija, formiranje zoospora i zoospora; 3 - Chlorella: odrasla ćelija
i obrazovanje u motosportu
Rice. 2.15. Volvox:
1 - formiranje kćeri kolonija unutar matične kolonije (a - kolonija kćeri); 2 - struktura kolonije u presjeku (b - vegetativna ćelija, c - involukrum, d - plazmodesmata);
3 - kolonija sa zametnim ćelijama (d - oogonija sa jajetom, f - anteridijum sa anterozoidima);
4 - dijagram životnog ciklusa: aseksualna (A) i seksualna (B) reprodukcija, n - haploidni skup hromozoma, 2n - diploidni skup hromozoma
Rice. 2.16. Zelene alge (Chlorophyta):
1 - ulotriks (Ulothrix): izgled talusa i ćelijske strukture (a - membrana, b - citoplazma, c - jezgro, d - hromatofor,
d - pirenoid); 2 - razvojni ciklus ulotrixa: aseksualan (A)
I seksualna (B) reprodukcija, n - haploidni skup hromozoma,
2n - diploidni set hromozoma;
3 - draparnaldia (Draparnaldia): izgled talusa (e - glavna os, g - bočne grane asimilatora)
Rice. 2.17. edogonijum:
A - ćelijska struktura; B - ćelijska dioba sa formiranjem valjka (c) i kape (j): 1 - prstenasto zadebljanje na uzdužnom presjeku kroz ćeliju;
3–5 - uzastopni stadijumi ćelijske deobe (c - greben, o - ljuska, x - retikularni hromatofor, i - jezgro, p - pirenoidi)
Rice. 2.18. edogonijum:
1 - seksualni proces biseksualnih (jednodomnih) osoba; 2 - seksualni proces dvodomnih (dvodomnih) jedinki
(a - anteridijum, c - sperma, o - oogonijum, i - jaje, oo - oospora, z - zoospore, ac - androspore, n - nanadijum)
Kontrolna pitanja:
1. Navedite karakteristične osobine zelenih algi?
2. Kakva je rasprostranjenost i način života predstavnika različitih redova zelenih algi?
3. Navedite primjere algi s monadnom, kokoidnom, filamentoznom, heterofilamentnom i lamelarnom organizacijom steljke.
4. Koje vrste seksualnih procesa su poznate u zelenim algama?
5. Opišite organizaciju Volvox kolonije?
6. Koje su sličnosti i razlike između Chlamydomonas i Chlorococcus?
7. Koje su razlike između ćelijske strukture Chlorella i Chlorococcum?
8. Opišite karakteristike organizacije talusa i građu vegetativne ćelije ulotriksa.
9. Koja je promjena u seksualnom procesu karakteristična za ulotrix?
10. Opišite karakteristike organizacije tijela Draparnaldije.
11. Opišite strukturu edogonijuma.
12. Opišite karakteristike vegetativnog razmnožavanja edogonijuma.
13. Koje su razlike u reprodukciji uočene između jednodomnih i dvodomnih jedinki Edogoniuma?
LABORATORIJSKI RAD br. 5 (2 sata)
Odjeljenje Charophyta - charophyte alge
Svrha rada je proučavanje strukturnih karakteristika i reprodukcije charophyte algi.
1. Upoznajte se s raznolikošću charophyte algi.
2. Proučite strukturu različitih tipova ćelija.
3. Proučite različite vrste seksualne reprodukcije.
Podrška znači: mikroskopi, dijapozitivi i pokrovne čaše, pipete, živi i fiksni uzorci i mikropreparati chara algi (Chara, Spirogyra, Zygnema, Mougeotia, Closterium, itd.).
Opće teorijske informacije
Trenutno, divizija Charophyta uključuje dvije klase: Charophyceae (Characeae) i Zygnematophyceae (Zygnematophyceae, ili konjugati).
Klasa Zygnematophyceae, ili konjugati
(Conjugatophyceae), kombinuju tri reda, koji se razlikuju po broju sadnica nastalih kao rezultat konjugacije: Mesotaeniales
(mesotheniaceae) - 4 sadnice, Zygnematales (zygnemaceae) - 1 klica (sl. 2.19), Desmidiales - 2 klice (sl. 2.20).
Predstavnici klasa Charophyceaečesta u slatkovodnim ribnjacima i jezerima, posebno onima sa tvrdom, krečnjačkom vodom. To su velike, osebujne biljke (prosječno 20–30 cm, ponekad 1–2 m), na prvi pogled izgledaju kao preslice (sl. 2.21). Ali ova sličnost je, naravno, čisto vanjska, jer tijelo charophyte alge je višećelijski talus (talus), karakterističan za niže biljke. Imaju segmentiranu navojnu strukturu. Talus se diferencira na čvorove i internodije; često se, zbog vanjske sličnosti s organima viših biljaka, dijelovi talusa nazivaju "stabljike" i "listovi". Rast “stabljika” je vršni i neograničen, dok je rast “listova” ograničen. Internod je
višejezgarna džinovska ćelija duga do nekoliko centimetara, nesposobna za diobu. Ćelija čvora je mala, mononuklearna, sposobna za podjelu i formiranje bočnih „grana“ i vijuga „lišća“. Ćelijski zid čvorova i internodija je debeo: unutrašnji sloj je formiran od celuloze; vanjski je napravljen od kaloze, u kojoj se taloži krečni karbonat. Kromatofore su brojne, u obliku diska i sadrže hlorofil a i b. Osnovni proizvod, kao i zeleni, je škrob.
Slika 2.19. spirogira:
1 - izgled talusa i ćelijske strukture;
2 - dijagram životnog ciklusa: n - haploidni skup hromozoma,
2n - diploidni set hromozoma; 3 - merdevina konjugacija; 4 - lateralna konjugacija (cm - citoplazmatski most, c - vakuola, x - hromatofor, i - jezgro, p - pirenoid, o - ljuska, km - most konjugacije, z - zigota)
Rice. 2.20. Raznovrsne zelene alge klase konjugata:
1 - mužotia (Mougeotia): ćelija u profilu i planu; 2 - zignema (Zygnema); 3 - klosterijum (Closterium): ćelija u profilu (n - pirenoid, x - hromatofor,
I - jezgro, o - celulozno-pektinska ljuska,
V - vakuola sa kristalima gipsa)
1. Pregledajte pod mikroskopom i skicirajte filament Spirogyre ( Spirogyra), obratite pažnju na ćelijske organele (slika 2.19: 1).
2. Ispitajte pod mikroskopom i skicirajte konjugaciju Spirogyra
(Sl. 2.19: 3, 4).
3. Proučite raznovrsnost konjugata i skicirajte zignem ( Zygnema), muzhotia (Mougeotia), closterium (Closterium), obratite pažnju na strukturne karakteristike ćelije (slika 2.20).
4. Nacrtajte chara talus i zabilježite njegove karakteristike (slika 2.21: A, B).
5. Pregledajte pod mikroskopom i skicirajte strukturu genitalnih organa hare (slika 2.21: B).
Kontrolna pitanja:
1. Koje su karakteristike formirale osnovu za razvrstavanje konjugata u posebnu klasu?
2. Koristeći Spirogyru kao primjer, okarakterizirajte strukturu ćelije.
3. Opišite karakteristike organizacije i strukture klosterijuma.
4. Ime karakteristike spirogyra, zygnema, muzhotsiya.
5. Koje karakteristike u organizaciji charophyte algi nam omogućavaju da o njima govorimo kao o visokoorganizovanim algama u odnosu na zelene alge?
6. Imenujte različite vrste ćelija u hari i opišite njihovu strukturu.
7. Opišite građu reproduktivnih organa hare.
8. Koji su mogući filogenetski odnosi charophyte algi sa zelenim algama?
Rice. 2.21. Chara:
opšti pogled na talus (A), dio talusa pod velikim povećanjem (B), dio talusa sa genitalnim organima (C): 1 - rizoidi; 2 - noduli; 3 - centralna osovina ili "stabljika"; 4 - bočni izrasli ili "listovi"; 5 – ćelija čvora; 6 - internodna ćelija; 7 - anteridijum;
8 - oogonia; 9 - jaje; 10 - kruna; 11 - ćelije jezgra; 12 - centralna ćelija; 13 - sperma (w - štit, p - postolje,
gp - glava prvog reda, gv - glava drugog reda, p - spermatogeni filamenti)
SAMOSTALNI RAD br.2 (2 sata)
Odjeljenje Euglenophyta - euglena algae
Svrha rada je proučavanje strukturnih karakteristika i reprodukcije algi euglene.
1. Proučiti strukturne karakteristike ćelije algi euglene na primjeru zelene euglene.
2. Identifikujte načine njihove reprodukcije.
Zahtjevi izvještaja
Rezultati svakog od njih samostalan rad sastavljeni su u laboratorijski album u obliku odgovora na kontrolna pitanja. U savladavanju ovog materijala pomoći će vam sljedeće: kratak opis glavne grupe algi, gljiva i lišajeva i crteži glavnih predstavnika. Test pitanja su namijenjena samoprovjeri znanja. Kontrola usvajanja samostalno popunjenog gradiva će se vršiti na laboratorijskoj nastavi, kao i na predavanjima u vidu frontalnog istraživanja ili malih testova.
Opće teorijske informacije
Euglena alge su uobičajeni stanovnici malih slatko stajaćih vodnih tijela. Ovo uključuje mikroskopske (dužine 4–500 µm) jednoćelijske organizme, opremljene jednom ili dvije niti i aktivno se kreću (slika 2.22). Predstavnici imaju uglavnom monadičnu strukturu; nekoliko je izgubilo sposobnost kretanja i steklo palmeloidnu strukturu. Većina ima dvije zastavice, druga bičica je vrlo kratka i gotovo ne viri na površinu ćelije. Flagele su pričvršćene za prednji kraj ćelije u udubljenju zvanom ždrijelo. Oblik ćelije većine vrsta je izdužen, ovalan, elipsoidan i vretenast, rjeđe sferičan, obično radijalne simetrije, koji može biti narušen spiralnim rasporedom poteza i drugih elemenata.
ornamentika, kao i unutrašnja struktura ćelije. Stoga je ispravnije smatrati ćelije algi euglene asimetričnima.
Euglena alge nemaju pravu ljusku. Zaštitnu ulogu ima pelikul - vanjski sloj ektoplazme (periplast), koji je rijetko gladak, obično prekriven prugama ili redovima tačaka, tuberkula, koji se spiralno (rjeđe uzdužno) protežu od prednjeg kraja prema stražnjem dijelu. Ispod periplasta nalaze se takozvana mukozna tijela koja luče sluz kroz pore periplasta. Kromatofore Euglene imaju raznoliku strukturu: zvjezdaste, trakaste, lamelarne, ali češće u obliku diska, smještene od zida do zida u ćelijama. Okruženi su sa tri membrane i sadrže iste pigmente kao i zelene alge. Zelena boja algi euglene je zbog prisustva hlorofila a i b, α-, β- i ε-karotena i nekoliko ksantofila. Osim pigmenata uključenih u fotosintezu, neke euglene (Euglena sanguinea) imaju veliku količinu crvenog pigmenta - astaksantina. U hromatoforama nekih vrsta algi euglene jasno su vidljive gušće formacije - pirenoidi, koji su centri za formiranje rezervnog hranjivog paramilona, derivata glukoze. Kod vrsta koje nemaju pirenoide, paramilon se formira direktno u citoplazmi. Oblik paramilije, njihova veličina i položaj u ćeliji su za određene vrste konstantni. Karakteristični su za vrste sa niskim metabolizmom. Očigledno, paramilija povećava stabilnost organizama pri kretanju. Proces razmnožavanja zelenih algi uključuje uzdužnu podjelu jedinke na dva dijela. Dolazi do diobe jezgra, flagelarnog aparata, stigme, hromatofora i drugih organela.
Praktična važnost algi euglene povezana je s njihovim fiziološkim svojstvima. Sposobnost većine vrsta da imaju miksotrofnu ili potpuno saprofitnu prehranu omogućava im da aktivno sudjeluju u samopročišćavanju vodenih tijela kontaminiranih organskim tvarima. Među algama euglene postoji niz vrsta (Euglena pisciformis, E. viridis, Lepocinclis ovum, itd.), koje su dobri pokazatelji stepen zagađenosti rezervoara. Visok sadržaj algi euglene u akumulaciji ukazuje na povećanu eutrofnost vode. Neke alge euglene (Euglena gracilis) služe kao predmet eksperimentalnog proučavanja (uticaj fizioloških, hemijskih i drugih faktora:
različite temperature, antibiotici, herbicidi, vitamini, supstance za rast, itd.).
Rice. 2.22. Euglena:
g - flagellum; st - stigma; g - ždrijelo; sv - kontraktilna vakuola; zp - paramilionska zrna; x - hromatofor; ja sam jezgro; p - periplast
Kontrolna pitanja:
1. Koje su organizacijske karakteristike karakteristične za alge euglene?
2. Šta je zajedničko euglenoidnim algama i zelenim algama?
3. Opišite strukturu ćelije.
4. Kako se razmnožavaju alge euglene?
5. Kakav je značaj alge euglene u prirodi i ljudskom životu?
SAMOSTALNI RAD br.3 (2 sata)
Odjel Dinophyta - dinofitne alge i odjel Cgurtophyta - kriptofite alge
Svrha rada je proučavanje raznolikosti dinofitnih i kriptofitnih algi, njihove strukture i reprodukcije.
1. Upoznajte predstavnike odjela za dinofitne i kriptofitne alge.
2. Identifikujte strukturne karakteristike ćelije.
3. Proučavanje tipova reprodukcije i razvojnih ciklusa.
Opće teorijske informacije
Odeljenje Dinophyta (dinofitne alge) - veoma raznolika, zbog
Poznato je oko 2000 vrsta iz ove grupe. To su uglavnom slobodnoživući vodeni organizmi, od kojih su većina morski planktonci, rjeđe slatkovodni stanovnici. Među dinofitnim algama ima dosta kriofilnih organizama. Među dinoflagelatima prevladavaju jednoćelijski organizmi monadne organizacije, rjeđe kokoidnog, palmeloidnog, filamentoznog oblika (slika 2.23). Karakteristika dinofitnih algi je mezokariotski tip organizacije nuklearnog aparata (dinokarion), koji karakterizira netipičan prolazak faza mitoze: hromozomi su stalno u kondenziranom stanju i očuvani su u interfaznom jezgru, što je povezano sa strukturom hromozoma, koji su slabo diferencirani po dužini zbog odsustva centromera i odsustva histona. Većinu dinofitnih algi karakterizira prisustvo školjke (theca). Ispod ćelijske membrane u gornjem sloju citoplazme nalaze se alveole - plosnate vrećice okružene membranom. Alge koje imaju ljusku imaju celulozne ploče u alveolama. Na površini ploča postoje različite nepravilnosti (šiljci, izrasline). Carapace se sastoji od dva dijela: epivalve (gornji dio ljuske) i hipovalve ( Donji dio). Ćelije su dorzoventralne. Postoje 2 utora: poprečni, koji pokrivaju ćeliju u obliku prstena ili spirale, ali se ne zatvaraju u potpunosti, i uzdužni, smješteni na trbušnoj strani.
strana. Postoje dvije flagele, različite su po dužini i strukturi. Jedan od njih je gladak, leži u uzdužnom žlijebu; druga (u obliku trake) je u poprečnom žlijebu. Flagella imaju dodatni krug perifernih mikrotubula (9 + 9 x 2), ili se povećava broj centralnih mikrotubula (9 + 3). Ćelija sadrži ubodne strukture - trihociste. Mnogi imaju stigmu koja se nalazi izvan hromatofora, složene strukture. Sastoji se od lamelarnog tijela povezanog s endoplazmatskim retikulumom ili globula koje nose pigment, lećastog tijela i retinoida, okruženog prstenom mitohondrija. Hromatofor je okružen sa tri membrane i sadrži pigmente: hlorofil “a” i “c”, karotene i ksantofile, te neke fikobiline (fikocijane i fikoeritrine). Proizvodi asimilacije su škrob, krizolamin, a ponekad i glikogen. Karakteristični mjehurići su područja slična vakuolama spojenim tankim tubulima okruženje i sa vakuolnim sistemom.
Dinofitne alge se razmnožavaju prvenstveno vegetativnim putem (bisekcija). Kada se masovno razmnožavaju, uzrokuju cvjetanje vode. Aseksualno razmnožavanje vrši se zoosporama i autosporama. Izogamija seksualne reprodukcije je rijetka. U nepovoljnim uslovima nastaju ciste.
Odeljenje Cgurtophyta (kriptofite alge) - mala grupa
200 morskih i slatkovodnih monadnih organizama. To su pretežno stanovnici taložnica, bara kontaminiranih vodom, a rjeđe akumulacija i jezera. Tipičan predstavnik je kriptomonas (Cryptomonas) (slika 2.23).
Ćelije su dorzoventralne strukture, odnosno imaju dorzalnu i ventralnu stranu. U ćeliji nema membrane, spolja je prekrivena periplastom. Obično postoje dvije flagele, obje prekrivene mastigonemima (izraslinama nalik dlakama). Od prednjeg kraja proteže se flagelum nalik vrpci. Postoje ubodne strukture - ejectosomi (trichocysts). Stigma se nalazi unutar hromatofora. Na prednjem kraju nalazi se žlijeb i ždrijelo. Hromatofore broj 1–2. Tilakoidi su raspoređeni u grupe od 2, nema pojasnog tilakoida. Pigmenti - hlorofil “a” i “c”, karoteni i ksantofili, neki fikobilini (fikocijani i fikoeritrini). Proizvodi asimilacije - škrob, krizolamin, ulje. Razmnožavanje kriptomonada je uglavnom vegetativno.
Slika 2.23. Raznolikost dinofita (Dinophyta)
I kriptofitne alge (Cgurtophyta):
1 - noćno svjetlo (Noctiluca miliaris); 2 - gimnodenijum (Gymnodenium); 3 - peridinijum
(peridinijum); 4 - ceratijum (Ceratium); 5 - kriptomonas (Cryptomonas):
ts - citoplazma, g - flagelum, i - nukleus, pv - pulsirajuće vakuole,
pob - poprečni žlijeb, pro - uzdužni žlijeb, e - epivalva, g - hipovalva, x - hromatofor, hk - krizomarin kapi, p - periplast, apv - apikalni izraslini, anv - bočni izraslini
Kontrolna pitanja:
1. Koje su karakteristike karakteristične za dinofite i kriptofite?
2. Šta je zajedničko dinofitnim i kriptofitnim algama?
3. Opišite ćelijsku strukturu Gymnodenium i Cryptomonas.
4. Kakvu strukturu imaju integumenti?
5. Kako se razmnožavaju dinofitne i kriptofite alge?
Morske alge- to su višećelijski, pretežno vodeni, eukariotski fotosintetski organizmi koji nemaju tkiva ili čije tijelo nije diferencirano na vegetativne organe (tj. pripadaju potcarstvu nižih biljaka).
❖ Sistematske podjele algi(razlikuju se po strukturi talusa, skupu fotosintetskih pigmenata i rezervnih nutrijenata, karakteristikama ciklusa reprodukcije i razvoja, staništu itd.):
■ Zlatni;
■ Zelena (primjeri: spirogyra, ulotrix);
■ Crvena (primjeri: porfir, filofora);
■ Smeđa (primjeri: lesonia, fucus);
■ Characeae (primjeri: hara, nitella);
■ dijatomeje (primjer: Lycmophora) itd.
Broj vrsta algi je više od 40 hiljada.
❖Stanište algi: slatke i slane vode, vlažno tlo, kora drveća, topli izvori, glečeri, itd.
❖ Ekološke grupe algi: planktonski, bentoski (), kopneni, zemljišni, itd.
Planktonski forme su predstavljene zelenim, zlatnim i žuto-zelenim algama, koje imaju posebne prilagodbe za olakšavanje transporta vodom: smanjenje gustine organizama (plinske vakuole, lipidne inkluzije, želatinasta konzistencija) i povećanje njihove površine (razgranati izrasline, spljošteno ili izduženo tijelo oblik, itd.).
Benthic oblici žive na dnu rezervoara ili obavijaju predmete u vodi; Za podlogu su pričvršćeni rizoidima, bazalnim diskovima i sisama. U morima i okeanima zastupljene su uglavnom smeđim i crvenim algama, au slatkovodnim tijelima - svim odjelima algi, osim smeđih algi. Bentosne alge sadrže velike hloroplaste sa visokim sadržajem hlorofila.
Ground, ili zrak, alge (obično zelene ili žutozelene alge) stvaraju naslage i filmove raznih boja na kori drveća, mokrom kamenju i stijenama, ogradama, krovovima kuća, na površini snijega i leda itd. Kada postoji nedostatak vlage, kopnene alge postaju zasićene organskim i neorganskim tvarima.
Zemlja alge (uglavnom žutozelene, zlatne i dijatomeje) žive u debljini sloja tla na dubini od 1-2 m.
Osobine strukture algi
Tijelo algi nije podijeljeno na vegetativne organe i izdržljivo je i elastično talus (talus) . Građa steljke je nitasta (primjeri: ulotrix, spirogyra), lamelarna (primjer: kelp), razgranata ili žbunasta (primjer: chara). Dimenzije - od 0,1 mm do nekoliko desetina metara (za neke smeđe i crvene alge). Talus razgranatih i žbunastih algi je raščlanjen i ima linearno segmentiranu strukturu; u njemu se može razlikovati glavna os, "listovi" i rizoidi.
Neke alge imaju posebne vazdušni mehurići , koji drže talus blizu površine vode, gdje postoji mogućnost maksimalnog hvatanja svjetlosti za fotosintezu.
Talus mnogih algi luči sluz, koja ispunjava njihove unutrašnje šupljine i djelomično se izbacuje van, pomažući boljem zadržavanju vode i sprječavanju dehidracije.
Ćelije talusa algi nisu diferencirani i imaju propusnu ćelijsku stijenku čiji se unutarnji sloj sastoji od celuloze, a vanjski sloj od pektinskih tvari i (kod mnogih vrsta) niza dodatnih komponenti: limete, lignina, kutina (zadržava ultraljubičaste zrake i štiti stanice od prekomjernog gubitka vode za vrijeme oseke ) itd. Ljuska obavlja zaštitne i potporne funkcije, istovremeno pružajući priliku za rast. Uz nedostatak vlage, školjke se značajno zgusnu.
Citoplazma ćelije kod većine algi formira tanak sloj između velike centralne vakuole i ćelijski zid. Citoplazma sadrži organele: hromatofore , endoplazmatski retikulum, mitohondrije, Golgijev aparat, ribozomi, jedno ili više jezgara.
Hromatofori- to su organele algi koje sadrže fotosintetske pigmente, ribozome, DNK, lipidne granule i pirenoidi . Za razliku od hloroplasta viših biljaka, hromatofori su raznovrsniji po obliku (mogu biti čašasti, trakasti, lamelarni, zvjezdasti, u obliku diska itd.), veličini, broju, strukturi, položaju i skupu fotosintetskih pigmenata .
U plitkoj vodi ( zeleno ) fotosintetski pigmenti algi su uglavnom hlorofili a i b, koji apsorbuju crvenu i žutu svjetlost. U braon alge koje žive na srednjim dubinama, gdje su zelene i plavo svjetlo, fotosintetski pigmenti su hlorofili a i c, kao i arotin i fukoksantin ima smeđu boju. U crvenim algama, koje žive na dubinama do 270 m, fotosintetski pigmenti su hlorofil d (karakterističan samo za ovu grupu biljaka) i imaju crvenkastu boju. fikobilini- fikoeritrin, fikocijanin i alofikocijanin, koji dobro apsorbuju plave i ljubičaste zrake.
Pirenoidi- posebne inkluzije koje su dio matrice hromatofora i zona su sinteze i akumulacije rezervnih hranjivih tvari.
Rezerve algi: skrob, glikogen, ulja, polisaharidi itd.
Razmnožavanje algi
Alge se razmnožavaju aseksualno i spolno.
❖ Reproduktivni organi algi (jednoćelijske):
■ sporangije (organi aseksualnog razmnožavanja);
■ gametangija (organi polne reprodukcije).
❖ Metode aseksualne reprodukcije algi: vegetativne (fragmenti talusa) ili jednoćelijske zoospore.
❖ Oblici polnog procesa kod algi:
■ izogamija
- fuziju pokretnih gameta identične strukture i veličine,
■ heterogamija
- fuzija mobilnih gameta različitih veličina (veća se smatra ženskom),
■ oogamy
- spajanje velikog nepokretnog jajne ćelije sa spermatozoidom,
■ konjugacija- fuzija sadržaja dvije nespecijalizirane ćelije.
Spolni proces završava formiranjem diploidnog zigota iz kojeg se formira nova jedinka ili se formiraju pokretne bičice zoospore , koji služi za širenje algi.
❖ Karakteristike razmnožavanja algi:
■ kod nekih vrsta algi, svaka jedinka je sposobna da formira (u zavisnosti od doba godine ili uslova okoline) i spore i gamete;
■ kod određenih vrsta algi funkcije aseksualne i polne reprodukcije obavljaju različite jedinke - sporophytes
(formiraju spore) i gametofite (formiraju gamete);
■ u ciklusu razvoja mnogih vrsta algi (crvene, smeđe, neke zelene) dolazi do stroge smene generacija – sporofita i gametofit
;
■ gamete algi, po pravilu, imaju taksije, koje određuju pravac njihovog kretanja u zavisnosti od intenziteta svetlosti, temperature itd.;
■ flagelirane spore vrše ameboidno kretanje;
■ u morskim algama oslobađanje spora ili gameta poklapa se sa plimom; nema perioda mirovanja u razvoju zigote (tj. zigota se počinje razvijati odmah nakon oplodnje, kako ne bi bila odnesena u more).
Značenje algi
❖ Značenje algi:
■ proizvode organske supstance fotosintezom;
■ zasićiti vodu kiseonikom i apsorbovati ugljen-dioksid iz nje;
■ su hrana za vodene životinje;
■ su preci biljaka koje su kolonizirale zemlju;
■ učestvovao u formiranju planinskih krečnjaka i kamena krede, nekih vrsta uglja i uljnih škriljaca;
■ zelene alge čiste vodene površine zagađene organskim otpadom;
■ ljudi koriste kao organska đubriva i aditive u ishrani životinja;
■ koristi se u biohemijskoj, prehrambenoj i parfemskoj industriji za proizvodnju proteina, vitamina, alkohola, organskih kiselina, acetona, joda, broma, agar-agara (neophodan za proizvodnju marmelade, pastile, suflea itd.), lakova, boje, ljepilo;
■ mnoge vrste se koriste za ishranu ljudi (kelp, neke zelene i crvene alge);
■ neke vrste se koriste u liječenju rahitisa, gušavosti, gastrointestinalnih i drugih bolesti;
■ mulj od mrtvih algi (sapropel) se koristi u terapiji blatom;
■ može uzrokovati “cvjetanje” vode.
Zelene alge
❖ Spirogira
■ stanište: svježe stajaće i sporo tekuće akumulacije, gdje formira svijetlozeleno blato; rasprostranjena u Bjelorusiji.
■ Oblik tijela: u obliku tanke niti; ćelije su raspoređene u jednom redu.
■ Strukturne karakteristikećelije su cilindričnog oblika sa dobro definisanim ćelijskim zidom; prekrivena pektinskom ljuskom i sluznom ovojnicom. Hromatofor je trakastog oblika, spiralno uvijen. Vakuola zauzima veći dio ćelije. Jezgro se nalazi u centru i povezano je konopcima sa zidnom citoplazmom; sadrži haploidni set hromozoma.
■ Reprodukcija: aseksualno izvodi se lomljenjem konca na kratke dijelove; nema sporulacije. Seksualni proces - konjugacija. U ovom slučaju, dvije niti algi obično se nalaze paralelno jedna s drugom i rastu zajedno uz pomoć procesa kopulacije ili mostova. Tada se stanične membrane na mjestima kontakta niti rastvaraju, formirajući prolazni kanal kroz koji se sadržaj jedne od ćelija kreće u ćeliju druge niti i spaja se s njenim protoplastom, formirajući zigotu s gustom membranom. Zigota se dijeli mejozom; Formiraju se 4 jezgra, od kojih tri umiru; iz preostale ćelije, nakon perioda odmora, razvija se odrasla osoba.
❖ Ulotrix
■ stanište: svježe, rjeđe morske i bočate vode, tlo;