ВОДОРОСЛИ

водорослей
Лекция 1 (II)

водных растений, тело которых не расчленено на органы и ткани.
Из

прокариотов к водорослям относится отдел Синезеленые водоросли (Cyanobacterya / Cyanophyta) (1).
Из эукариотов к водорослям относятся 2 подцарства: Багрянки (Rhodobionta) (2) и Настоящие водоросли (Phycobionta) (3).

таллома.
По возрастанию степени эволюционно-прогрессивных признаков:

1. Монадная организация

(пр.: хламидомонада, вольвокс)
Присуща одноклеточным жгутиконосцам, зооспорам и гаметам.
Подвижность – за счет жгутиков.
Могут образовывать колонии.
Пр.: хламидомонада, вольвокс.

оболочками).
Группы клеток погружены в общую слизь – формируется слизистый таллом.
3.

Коккоидная организация (пр.: педиаструм)
Неподвижные клетки с толстой оболочкой.
Могут быть одиночными или объединяться в колонии либо ценобии (колонии, в которых число клеток определяется на ранних стадиях развития и не меняется до следующей репродуктивной фазы)

из неподвижных клеток, соединенных в нити.
Характерно непрерывное нарастание в длину

благодаря делению клеток в поперечном направлении.
Талломы могут объединяться общей слизью в шаровидные, пластинчатые, волосовидные колонии.

гигантские многоядерные клетки различной формы.
Перегородки появляются при повреждении таллома или

при размножении.
6. Сифонокладальная организация
(пр.: кладофора (2)
Водоросли неклеточного строения, поделенные поперечными перегородками на неравноценные сегменты, каждый из которых содержит много ядер.
Поперечные перегородки возникают независимо от деления ядер.

1

2

фукус (3)
Образуется в результате деления клеток в поперечном и продольном

направлениях.
Формируются талломы в виде пластин или шнуров.

1

2

3

отдела меняется количественное соотношение пигментов у разных представителей → разнообразие.
Пигменты

водорослей

хлорофиллы a, b и c
каротиноиды
ксантофилл
фикоцианин
фикоэритрин и др.

Водоросли неодинаковы по окраске. Это находит
отражение в названиях большинства отделов и классов:
Зеленые, Желто-зеленые, Бурые, Красные водоросли.

(КС)
Есть у большинства водорослей.
Клетки без КС (покрытые только ц/пл. мембраной)

– «голые» (зооспоры, гаметы).

КС состоит
из 2-х
компонентов

аморфное слизистое
вещество – матрикс:
гемицеллюлоза,
пектиновые в-ва

фибриллярный (ске-
летный) компонент:
целлюлоза,
маннан, ксилан,
CaCO3, SiO2, соли Fe,
хитин

КС образуется кнаружи от плазмалеммы.
Функции – защита, наружный скелет клетки.

25 000), ограниченных мембраной.
Число цистерн в диктиосоме – от 3

до 30.
От краев цистерн отшнуровываются везикулы Гольджи.
В цистернах могут находиться не только р-ренные в-ва, но и оформленные чешуйки, составляющие покров монадных золотистых и некоторых зеленых водорослей.
Чешуйки выделяются на поверхность клетки путем экзоцитоза:

при делении многих зеленых водорослей,
формирование новых створок диатомовых водорослей,
синтез и

транспорт целлюлозных чешуек,
регуляция содержания Н2О в клетке путем экзоцитоза.

из глобулярных белков – тубулинов.
Функции: образование веретена деления, формирование внутреннего

цитоскелета.
Эндоплазматическая сеть (ЭПС)
Состоит из плоских цистерн и трубочек, связанных в сеть.
Функция – передвижение и распределение веществ внутри клетки (в 1-ю очередь, белков).

одетую ц/пл. – мембраной (1).
Весь жгутиковый аппарат пронизан пучком мк/тр.

– аксонемой.
Главный стержень аксонемы (2) образован из 9 пар мк/тр, образующих кольцо вокруг 2-х центральных мк/тр.

В основании жгутика – базальное тело (3): вместо 9 пар – 9 триплетов мк/тр., соединенных короткими нитями.
Жгутик имеет корни (4): отходящие от базального тела белковые нити. Закрепляют жгутик в протопласте.

1

2

3

4

Чаще всего – 2.
Если жгутики прикреплены к концу клетки –

терминальные, если сбоку – латеральные.
Если жгутики одинаковой длины – изоконтные, разной – гетероконтные.
Если жгутики одинакового строения – изоморфные, разного – гетероморфные.

парами (→ диплосома) с осями, перпендик. друг другу. Во время

митоза расходятся к полюсам клетки.
Функция: центры схождения нитей веретена деления.
У некоторых водорослей роль центриолей выполняют базальные тельца жгутиков.
Псевдоцилии
Неподвижные отростки – производные жгутиков.
Не имеют центральной пары мк/тр.
Функции: обеспечение плавучести, зацеп за субстрат.
Гаптонема
Есть у некоторых золотистых водорослей: дополнительный отросток между жгутиками, способный скручиваться.
Состоит из 5-8 одинарных мк/тр.
Функция: плавучесть, временное приклеивание к субстрату.

кольца, цилиндра, пластинки.
Часто занимает постенное положение.
Строение – двумембранное: под наружной

м-ной в матриксе находятся тилакоиды, содержащие хлорофиллы и каротиноиды.
В матриксе – пиреноиды: центры накопления запасных в-в (в основном – крахмала).
У многих водорослей при изменении интенсивности света хроматофор перемещается либо поворачивается.

белковая
основа

крахмал

Пиреноид

контроль освещенности.
У монадных форм.
Образована гранулами пигмента – гематохрома.
Гранулы могут

располагаться рядами. Число гранул гематохрома в стигме – от 800 до 3000.
Митохондрии
Сильно варьируют по числу и по форме.
Могут образовывать сеть (у эвглены).
Могут сливаться в одну гигантскую митохондрию.
Функция – энергетическое обеспечение процессов.

сок.
Вакуоли иногда пересекают цитоплазматические тяжи.
У монадных клеток есть сократительные

вакуоли: имеют 2 фазы: систола (сокращение) и диастола (расслабление). Осуществляют осморегуляцию. Число – от 2 до 60.
Ядро
Количество – от 1 до нескольких тысяч.
Форма – различная.
Хроматин находится чаще всего в фазе эухроматина, но у эвгленовых и динофитовых водорослей хромосомы в течение всего жизненного цикла спирализованы (гетерохроматин).

(у диатомовых и др. одноклеточных водорослей).
Фрагментация – разрыв таллома на

отдельные участки (напр. у нитчатых водорослей).
Выводковыми почками – пропагулами (различного строения): содержат запас веществ и прорастают непосредственно в новый таллом.

вегетативное

бесполое

половое

спорообраз-е

цитоплазмы, вытекающие из таллома при его повреждении, в течение нескольких

минут секретируют новые клеточные стенки и развиваются в новые талломы.
Специализированный тип вег. размножения – образование структур, предназначенных для перенесения периодов, неблагоприятных для обычного роста, - образование клеток-акинет (у улотрикса, кладофоры): утолщаются оболочки, в протопласте накапливается жир и крахмал.

обычный способ бесполого размножения водорослей.
Голые монадные клетки.
Из 1 клетки может

сформироваться 1 зооспора или 2-4-8 или более зооспор.
У некоторых зеленых и у всех бурых водорослей есть спорангии, образующиеся только во время бесполого размножения.
Зооспорообразование стимулируют изменения во внешней среде (текучая вода → стоячая вода, из света → в темноту, мало СО2 в воде → много СО2).
Часто образуются синзооспоры – комплексы из 2-х или более сросшихся зооспор (у кладофоры, вошерии, эктокарпуса и др.).

апланоспоры, заключенные в оболочку материнской клетки, принимают все отличительные черты

этой клетки, - это автоспоры.
Дочерними колониями (у ценобиальных зеленых водорослей, напр. вольвокса).
У многих групп водорослей бесполое размножение вообще отсутствует (многие зеленые сифонового строения, диатомовые, фукальные).

Как споры прикрепляются к субстрату:
многие зооспоры содержат везикулы, содержащие
клеющий материал (мукополисахариды и др.);
с помощью гаптонемы;
с помощю псевдоцилей.

половом отношении клеток – гамет – с образованием зиготы.
Условия, вызывающие

половой процесс:
Достижение водорослью определенного возраста
Азотистое голодание.
Понижение температуры.
Понижение содержания солей в воде.

Хологамия. Копулируют клетки, не отличимые от вегетативных. У лишенных клеточной

стенки монадных форм (дуналиелла).
Изогамия. Когда обе сливающиеся монадные клетки не отличаются морфологически.
Гетерогамия (анизогамия). Копулируют монадные гаметы, различающиеся по размерам: более мелкие – мужские и более крупные – женские.
Оогамия. Жен. гаметы лишены жгутиков, неподвижны – яйцеклетки. Мелкие муж. гаметы – сперматозоидов (у красных водорослей – спермации, без жгутиков).

но обычно в большем количестве и меньших размеров.
У бурых водорослей

гаметы образуются в многокамерных спорангиях: в каждой камере по одной гамете.

оогамия

примитивная
Яйцеклетка покидает оого-
ний до оплодотворения,
осуществляющегося в ок-
ружающей среде (у бурых,
некот. диатомовых)

истинная
Оплодотворение яйце-
клетки происходит внут-
ри оогония, т. е . на месте
образования (у большин-
ства зеленых водорослей

гаметангиях, резко различающихся по форме от вег. клеток, - в

оогониях и антеридиях.
Водоросли, у которых оогонии и антеридии на одногм гаметофите, – однодомные, у которых на разных – двудомные.

вступают в первоначальный контакт. Это связано с выделением в среду

аттрактантов, хемотаксически привлекающих гаметы противоположного пола или знака.
В группах осуществляется контакт гамет и их попарное слияние (вначале цитоплазмы – плазмогамия, затем ядра – кариогамия.
Образуется зигота, содержащая одно диплоидное ядро.
Зигота окружается толстой оболочкой, переполняется запасными питательными веществами и растворимым в жирах пигментом – астаксантином (кирпич. крас. цвета).
Зигота прорастает или непосредственно после образования, или после периода покоя.

гаплоидном состоянии. Полового процесса нет. Размножение – гаплоидными спорами (хлорелла,

эвглена)
2. Гаплоидный. Основная жизненная фаза – гаплонт. При бесполом размножении образуются гаплоидные споры. При половом размножении – гаплоидные гаметы. При их оплодотворении – неподвижная зигота, при прорастании которой происходит мейоз (зиготическая редукция).
3. Диплоидный. Основная жизненная фаза – диплонт. Споры бесполого размножения не образуются, только гаметы. Перед их образованием – мейоз (гаметическая редукция).

диплоидных талломов. (Многие зеленые, бурые и красные водоросли).
гаплоидные
мейоспоры
диплоидные
споры
гаплоидные
споры
гаметы
диплонт
(спорофит)
гаплонт
(гаметофит)
2 n
n
n
n
n
2

n

митоз

слияние

мейоз

митоз

митоз

Тип мейоза – спорическая редукция