загрузка...

Лабораторна робота № 8

 

Тема: Водорості. Лишайники

 

Водорості. Загальна характеристика. Особливості будови, поши­рення і способи розмноження. Основні види водоростей: синьо-зе­лені, жовто-зелені, діатомові, бурі, червоні, зелені, їх характеристика і представники. Значення водоростей у природі та у діяльності лю­дини.

Лишайники, Класифікація та. структура талому. Будова талому (гомеомерного і гетеромерного). Способи розмноження. Значення лишайників у природі та в господарській діяльності людини.

 

Література

Баранов ПА. В тропической Африке. — М.: Академия наук, 1956.

Жуковский П.М. Ботаника. 5 изд. — М.: Колос, 1982.

Медведьева В.К. Ботаника. — М.: Медицина, 1985

Мороз І.В., Гришко-Богменко Б.К. Ботаніка з основами екології — К.: Вища школа, 1994.

Романщак С.П. Ботаніка. — К.: Вища школа, 1995.

Тахтаджан А.П. Жизнь растений в 6 том. — М.: Просвещение, 1982.

Стеблянко М.І., Гончарова КД., Закорко Н.Г. Ботаніка. — К.: Вища школа, 1995.

Царенко П., Царенко О., Якубенко Б., Лушпа В. Водорості та їх місце в природі і житті людини // Наука — вчителеві. — 2002 — 2-4 ст. Яковлев Г.П. и др. Ботаника. — М.: Высшая школа, 1990.

 

Методичні вказівки

Під назвою «водорості» об'єднуються кілька самостійних відділів нижчих, рослин, які характеризуються великою різноманітністю од­ноклітинних, колоніальних і багатоклітинних форм. Водорості — це нижчі автотрофні рослини, життя яких пов'язане з водою. Переваж­на більшість водоростей живе в морях, океанах, річках, озерах та інших водоймах. Треба пам'ятати, що всі відділи водоростей є най­давнішими представниками рослинного світу.

При вивченні водоростей слід ознайомитися з класифікацією, будовою вегетативних клітин, звернути увагу на відмінність клітини водоростей від клітини вищих рослин, наявність хроматофорів і піре-ноїдів та різних додаткових пігментів, які надають їм забарвлення і поширені на великій глибині.

У процесі вивчення водоростей звернути увагу на різноманітні форми розмноження, способи життя, поширення і значення в при­роді та використання їх у харчовій промисловості, медицині і сільському господарстві.

Вивчаючи лишайники, зверніть увагу на складові компоненти, оскільки лишайники дуже своєрідний у біологічному відношенні відділ нижчих рослин. Слід ознайомитися з симбіотичною приро­дою лишайників, своєрідними взаємовідношеннями між водоростя­ми і грибами, які перебувають у симбіозі. Потрібно знати внутрішню будову, класифікацію, способи розмноження, біологію лишайників, з'ясувати їх роль у природі та в житті людини,

Мета. На прикладі окремих представників вивчити особливості будови водоростей та лишайників.

Засоби навчання: мікроскопи, мікропрепарати, предметні скель­ця, накривні скельця, голки, пінцети, скальпелі, лупи, чашки Петрі, фіксовані та живі рослини, гербарні зразки, схеми та кольорові ма­люнки.

 

Інформаційний матеріал

Водорості — велика група нижчих рослин від одноклітинних мікроскопічно малих до багатоклітинних гігантів довжиною більше 100 м. Водорості — переважно водні рослини, але можуть жити в ґрунті, на корі дерев, на снігу. Вони поділяються на групи.

 

1 група. Водорості, які розвиваються у воді, формують гідрофітом:

Фітопланктонні — не прикріплюються до субстрату. У солоній морській воді домінантами є діатомові водорості, а у прісних водах основи планктону становлять зелені, синьо-зелені, жовто-зелені во­дорості.

Фітобентосні — прикріплюються до субстрату (бурі, червоні, зе­лені тощо). Перифітон — водорості, що живуть на твердому субстраті серед обростань, на занурених у воду предметах, які не є продукта­ми живлення (діатомові, зелені, синьо-зелені та ін.).

Нейстон — ті, що живуть на поверхневій плівці води (зелені, зо­лотисті, евгленові). Поглинання поживних речовин здійснюється всією поверхнею тіла, ризоїди, служать лише для прикріплення.

За способом живлення водорості — автотрофні організми, але частині властиве міксотрофне живлення.

група. Водорості, що живуть у ґрунті чи на його поверхні на глибині 0-3 см — 1,5 м, утворюють едафофітон (зелені, жовто-зе­лені, синьо-зелені).

група. Аерофітом — ті, що живуть у повітрі, на стовбурах де­рев, кущів, на каменях, скелях, так звані аерофільні види (зелені, синьо-зелені та ін.).

група. Водорості гарячих джерел — термофіти. Вони можуть витримувати температуру від 170С (діатомові), 500С (зелені) до 850 і вище — синьо-зелені.

група. Водорості снігу і льоду — кріофіти (синьо-зелені, зелені).

група. Водорості солоних вод — галофіти (синьо-зелені, зе­лені і діатомові).

група. Водорості вапнякових субстратів — кальцефіти (діато­мові, зелені, золотисті).

 

Співжиття водоростей з іншими організмами

Водорості співживуть з іншими рослинами:

бактеріями;

грибами (синьо-зелена водорость — носток, зелені водорості — хлорела);

вищими рослинами: мохами (жовто-зелена водорость — мік-сохлорис, яка розвивається у водоносних клітинах моху сфаг­нуму);

з папоротями (синьо-зелена водорость анабена, яка розви­вається в порожнині водяної папороті азоллі);

з голо — та покритонасінними (зелена водорость хлорохітрі-ум, що розвивається в паренхімі ряски);

одно- та багатоклітинними тваринами (синьо-зелена водорость соколовія, яка існує на ніжках водяного кліща, зелені водо­рості — на поверхні та всередині асцидій, олігохет, коловер­ток, «стебельцях інфузорій», у порожнині губок).

Типи співжиття

епіфітизм — при якому є тісний зовнішній контакт між водо­ростю та іншим організмом, але живляться вони самостійно;

ендофітизм — організми живляться самостійно, але водорость живе всередині іншого організму, не завдаючи йому шкоди (ли­шайники);

паразитизм — водорості живляться за рахунок рослини-жи-вильника, оселяючись всередині і на поверхні його, що інколи призводить до загибелі хазяїна;

мутуалізм — один організм живе всередині другого, а окремо жити не в змозі.

 

Тіло водоростей — талом або слань. Це одноклітинні, колоніальні або багатоклітинні організми, які досягають десятків метрів завдовж­ки. Нерідко в товщині клітинної оболонки є додаткові компоненти — кремній, карбонат кальцію, хітин, кремнезем та ін.. В цитоплазмі добре розрізняються елементи ендоплазматичної сітки, рибосоми, мітохондрії, апарат Гольджі, клітинні ядра, хроматофори. В основ­ному ці компоненти клітини такі самі, як у вищих рослин, крім хро­матофорів (носії пігментів). Хроматофори, на відміну від хлоропластів вищих рослин дуже різноманітні за формою (у вигляді кільця, що опоясує клітину, порожнистого циліндра, спіральної стрічки, плас­тинок, зерен або дисків).

Загальною ознакою всіх водоростей є наявність хлорофілу, який міститься в хроматофорах (пластид у водоростей немає). Крім хло­рофілу водорості можуть містити й інші пігменти: фікоцеан, фікое-ритрин, каротин, ксантофіл, фікосантин, діатомін, фукоксантин — червоного забарвлення, фікоцеанін і ілофікоціанін — синього забарв­лення.

Ці пігменти надають водоростям червоного, бурого, жовто-зеле­ного кольору, маскуючи основний зелений. Наявність пігментів у клітинах водоростей забезпечує автотрофний тип живлення (фото­синтез). Проте, багато водоростей здатні за певних умов переходити на гетеротрофне живлення або поєднувати його з фотосинтезом (міксотрофний тип живлення).

Розмноження водоростей буває вегетативне (частини талому), безстатеве (за допомогою зооспор з джгутиками) і статеве:

Ізогамія — зливаються дві морфологічно однакові гамети (+) і

(-).

Гетерогамія — гамети різняться морфологічно: чоловіча менша і рухлива, жіноча більша, менш рухлива.

Оогамія — зливаються велика нерухома жіноча гамета (яйцек­літина) з дрібним сперматозоїдом із джгутиками. Статеві органи оогоній — жіночий та антеридій — чоловічий.

Кон'югація — зливається вміст двох вегетативно недиференці-йованих клітин.

Кількість видів водоростей перевищує 40 тис., проте класифіка­ція їх не завершена, оскільки форми достатньо вивчені. Розрізняють від 4 до 14 відділів водоростей. У нашій країні прийнято поділяти водорості на 10 відділів: синьо-зелені, діатомові, жовто-зелені, евгле­нові, золотисті, бурі, червоні, зелені та ін.

 

1. Відділ: синьо-зелені водорості

Синьо-зелені водорості належать до групи прокаріотів. Життєві форми: одноклітинні, колоніальні, нитчасті, живуть у прісній і со­лоній воді, зустрічаються в ґрунті, на корі дерев, в гарячих джерелах, на скелях, у вологих тропіках. Клітина зовні вкрита целюлозною оболонкою, що має здатність ослизнятися. У багатьох синьо-зеле­них водоростей на поверхні клітинної оболонки знаходяться слизисті шари, які бувають товстими і щільними, утворюючи чохли або кап­сули. Слиз захищає клітини від висихання і бере участь у процесі «ковзного руху» ниток. Цитоплазма ділиться на дві частини: хрома-топлазму і центроплазму. Хроматоплазма містить пігменти хлорофіл, фікоціан, каротину ксантофіл, алофікоціан і виконує функцію фото­синтезу. Центроплазма містить ядерну речовину, позбавлена пігментів і виконує функцію ядра. Живлення міксотрофне. Розмноження лише вегетативне, статевого немає. Одноклітинні форми — шляхом поділу вмісту клітини на дві частини, нитчасті — шляхом поділу тіла на окремі частини — гормогонії. При утворенні тормогоніїв у деяких водоростей виникають великі мертві клітини — гетероцисти. На місці утворення гетероцисти ниточка водорості розривається.

Представниками синьо-зелених водоростей є хроокок, осциля-торія, глеокапса, анабена, ривулярія, носток, формі дій, лінгбія.

2. Відділ: Діатомові водорості

Діатомові або кременисті водорості належать до групи евкаріотів. Життєві форми: одноклітинні, колоніальні. Клітина має внутрішню пектинову оболонку і зовні покрита панциром, утвореним солями кремнію. Панцир складається з двох половинок (стулок або тек), що накладаються одна на одну. Більша стулка називається епітека, а менша — гіпотека. Положення, коли діатомова водорость розглядаєть­ся з кришки або денця, називається видом зі стулки, а положення збоку — видом з пояска. В ділянці пояска утворюється шов і якщо він не заростає, водорість має здатність рухатися в результаті тертя цитоплазми об воду.

Під оболонкою в клітині: цитоплазма, ядро і два хроматофори бурого або жовтого кольору, так як крім хлорофілу містять діатоміт або фукоксантин. Живуть діатомові водорості в прісних і морських водоймах, скупчуючись на дні. До субстрату не прикріплюються. Розмножуються вегетативно — поділом клітини на дві частини по довгій стороні. В результаті вегетативного розмноження клітини подрібнюються, так як дочірня клітина може добудовувати лише гіпотеку, а отримана в спадковість стулка панцира завжди епітека. Діатомовим характерний статевий процес — зигогамія. При цьому дві подрібнені клітини зближуються, стулки панцира розкривають­ся, відбувається редукційний поділ ядер обох клітин. Із чотирьох гаплоїдних та гетероталічних ядер, утворених у результаті мейозу, три в кожній клітині дегенерує, а залишається по одному (+ в одній клітині, — в другій). Відбувається злиття вмісту двох клітин з утво­ренням зиготи. Зигота перетворюється в спору росту (ауксоспору), відновлює розміри клітини і водорості вступають у новий цикл роз­витку.

Представниками діатомових водоростей є піг/лярія, синедра, навік/ла, меридіон, діатома, табелярія, плевросигма.

Приготувати .тимчасовий препарат і розглянути окремих пред­ставників діатомових водоростей при великому збільшенні мікрос­копа.

 

Пінулярія — одноклітинна водорость широко розповсюджена в прісних водоймах. З пояска має вигляд прямокутника, а зі стулки — витягнутого еліпса. По краях стулок видні паралельні реберця, що утворюються в результаті нерівномірного відкладання кремнію. По середній лінії три вузлика і Б-подібний шов, за рахунок якого ци­топлазма зв'язана з зовнішнім середовищем і здійснюється рух во­дорості. Під панциром: оболонка, цитоплазма, ядро, два хроматофо­ри і дві вакуолі. Розмноження — вегетативне і статеве (зигогамія).

 

Навікула за будовою схожа з пінулярією. Особливостями її бу­дови є те, що стулки панцира загострені на кінцях і зона має вигляд човника. Реберця на стулках у вигляді крапочок. Стулки мають шов, і водорость рухається. Живе не лише у прісній, а й у солоній воді. Розмноження вегетативне і статеве. При статевому розмноженні ут­ворюються дві зиготи, з яких спочатку розвиваються дві ауксоспори, а потім — дві водорості.

 

Синедра — нагадує за зовнішнім виглядом пінулярію, але дуже витягнута. Синедра не має шва і тому не рухається. Пластинчасті хроматофори розміщені на стулкових сторонах, що зручніше при поділі. Реберця у вигляді крапочок. Живе у прісних водоймах. Роз­множення вегетативне і статеве.

 

Меридіон — колоніальна водорость прісних водойм. Стулки пан­цира з одного кінця ширші, ніж з другого. З пояска клітини клино­видні і з'єднані в стрічковидні колонії. Шов на стулках несправжній, і тому водорость не рухається. Поздовжні реберця крапчасті, а попе­речні — суцільні. Розмноження вегетативне і статеве.

 

Табелярія — колоніальна водорость прісних водойм. Клітини з'єднані в зигзагоподібні або стрічкові ланцюжки. З пояска панцир прямокутний. Стулки лінійні або овальні на кінцях, а посередині розширені. Розмноження вегетативне і статеве.

 

3. Відділ: Зелені водорості

Зелені водорості об'єднують велику групу поліморфних рослин­них організмів. Життєві форми: одноклітинні, колоніальні, неклітинні, нитчаста багатоклітинна зі складною зовнішньою диференціацією талому.

Клітини зовні покриті целюлозною оболонкою. У частини пред­ставників у складі оболонки значна кількість пектинових речовин, і тому вони мають здатність ослизнятися. Під оболонкою в постійно­му шарі розміщена цитоплазма, в центрі — кілька великих вакуолей, ядро (одне або кілька) хроматофори з піреноїдами. Хроматофори дуже різноманітні за формою — кулясті, дисковидні, чашоподібні, стрічковидні, циліндричні пластинчасті. Пігменти: хлорофіл, ксан­тофіл, каротин. Запасна поживна речовина — крохмаль.

Розмноження: вегетативне, безстатеве і статеве. Вегетативне роз­множення здійснюється поділом клітини на дві частини, або части­нами слані. При безстатевому розмноженні утворюються зооспори або апланоспори.

Статевий процес різноманітний: ізогамія,, зигогамія (кон'югація), гетерогамія і оомогамія. При оогамному способі розмноження ут­ворюються одноклітинні статеві органи: антеридій: — чоловічий і оогоній — жіночий.

 

Зелені водорості поділяють на три класи:

Клас власне зелені водорості, або рівно джгутикові (вольвокс, хламідомонада, хлорокок, кладофора, хлорела).

Кон'югати. Безстатевого розмноження немає, а статеве — ко­н'югація. Представники: спірогіра, зигнема.

Харові водорості. Безстатевого розмноження немає, статевий процес оогамний. Представники: хара.

 

Хлорокок —одноклітинна планктонна водорость, що не має при­стосувань до активного руху. Клітина зовні покрита целюлозною оболонкою, під якою цитоплазма, ядро та чашоподібний хромато­фор з піреноїдами. Живе в прісних водоймах, у ґрунті, на корі дерев, входить до складу деяких лишайників.

Розмноження безстатеве і статеве. При безстатевому розмноженні вміст материнської клітини поділяється на 8-16 зооспор. Статевий процес — ізогамія. Ізогамета схожі з зооспорами — дводжгутикові і утворюються в кількості 32-64. Копулюють у зовнішньому середо­вищі з утворенням зиготи.

 

Кладофора — багатоклітинна бентосна водорость з дихотом­ічно розгалуженим талоном, що живе в прісній і солоній воді. Клітини талому великі, циліндричні з товстою оболонкою, що не ослизнюється, цитоплазмою, циліндричним сітчастим: хроматофо­ром, з великою кількістю піреноїдів та багатьма ядрами. В процесі вегетації частини талому відламуються і нагромаджуються на по­верхні води.

Розмноження вегетативне, безстатеве, статеве. Вегетативне — здій­снюється частинами алому. Статеве і безстатеве чергуються, утворю­ючи цикл розвитку. Безстатеве розмноження здійснюється на безста­тевому поколінні — спорофіті, а статеве — на гаметофіті. Спорофіт і гаметофіт розвинені однаково. На спорофіті утворюються чотиридж-гутикові зооспори в зооспорангіях, які не відрізняються від вегетатив­них клітин. Статевий процес ізогамний або гетерогамний. Гамети формуються на гаметофіті. Гаметангіями служать клітини, що не від­різняються від вегетативних. Гамети дводжгутикові, менші розміром за зооспори. Редукційний поділ відбувається при утворенні зооспор.

В окремих видів кладофор статеве і безстатеве розмноження здійснюється на одній рослині. Рослина диплоїдна і редукційний поділ відбувається при утворенні гамет, зооспори при цьому дип-лоїдні. Гаплоїдні в циклі розвитку лише гамети.

 

Спірогира — багатоклітинна, нитчаста, планктонна водорость прісних водойм. Клітини циліндричні, зовні покриті оболонкою, що містить пектинові речовини і тому має здатність ослизнятися. Під оболонкою: цитоплазма, вакуолі, ядро та кілька спірально закруче­них стрічкових хроматофори з багатьма піреноїдами. Розмноження вегетативне і статеве. Вегетативно водорость розмножується части­нами талому. Статевий процес — зигогамія (кон'югація). Спірогира проводить життєвий цикл в гаплоїдному стані, тому фізіологічно різні (гетероталічні) рослини зближуються, -1 — клітини утворюють на­зустріч одна одній вирости. Вирости з'єднуються, вміст клітин зли­вається з утворенням зиготи. Зигота зимує, а весною проростає в нову спірогиру після редукційного поділу ядра. Кон'югація буває драбинчаста і бічна.

 

Хара — багатоклітинна, бентосна, високоорганізована водорость прісних водойм. Талом має первинку диференціацію на органи і тканини. На таломі розрізняють багатоклітинні ризоїди, що служать для прикріплення. На них розвинені бульбочки з запасними пожив­ними речовинами. На верхній частині «стебла» розрізняють «міжвуз­ля» та «вузли», від яких відходять мутовки з 6-8 «листків». Талом добре розгалужений.

Клітини зовні покриті товстою оболонкою, що з часом інкрус­тується вапном, тому хара пом'якшує воду Під оболонкою цитоп­лазма, зернисті хроматофори без піреноїдів та кілька ядер. Розмно­ження вегетативне і статеве. Вегетативно розмноження здійснюється частинами талому, або розгалуженнями, що відростають від «буль­бочок» на ризоїдах. Статевий процес оогамний. У вузлах бокових розгалужень талому утворюються статеві органи. Жіночий статевий орган — оогоній — складається з п'яти спірально закручених клітин, які на верхівці утворюють коронку. В коронці — отвір, через який проникають сперматозоїди, а всередині — яйцеклітина на короткій ніжці. Чоловічий орган статевого розмноження — антеридій — роз­міщений в тому ж «вузлі» нижче архегонія. Антеридій округлої фор­ми і сидить на короткій одноклітинній ніжці. Складається антеридій із оболонки, утвореної 8 щитками (клітинами). Кожний щиток з внутрішньої сторони несе одноклітинну циліндричну рукоятку. На рукоятці розміщена головка, від якої відходить 6-8 спермагенних ниток, кожна з яких продукує 200-300 спіральне закручених спер­матозоїдів. Сперматозоїди мають два джгутики, виходять в оточую­че середовище і запліднюють яйцеклітину, утворюючи зиготу.

Після періоду спокою відбувається редукційний поділ ядра зиго­ти. Із чотирьох гаплоїдних ядер два дегенерує, а два залишається. Одне проростає в ризоїд, а друге — в передросток, а потім в талом. Хара про­водить життєвий цикл у гаплоїдному стані, диплоїдна лише зигота.

 

4. Відділ: Жовто-зелені водорості

Жовто-зелені водорості живуть у прісній і солоній воді, деякі з них на камінні, ґрунті і т.д. Життєві форми: одноклітинні, неклітинні, коло­ніальні та багатоклітинні. Серед них зустрічаються як планктонні, так і бентосні. Клітини зовні покриті целюлозною оболонкою, під якою зна­ходиться цитоплазма, ядро (у неклітинних форм — багато ядер), хро­матофор, що містить, крім пігменту хлорофілу, ще й значну кількість каротиноїдів, і тому забарвлення у цих водоростей жовто-зелене.

Розмноження вегетативне, безстатеве і статеве. Вегетативне роз­множення здійснюється поділом клітини у одноклітинних або час­тинами талому у багатоклітинних представників. При безстатевому розмноженні утворюються зооспори двох або багатоджгутикові. Ста­тевий процес ізогамний, рідко оогамний.

Представником жовто-зелених водоростей є вошерія.

Вошерія — бентосна водорость неклітинної будови. Талом дихо­томічне розгалужений, добре розвинений, але не має перегородок, ризоїди лопатовидні. Перегородки на таломі утворюються лише при пошкодженні, утворенні спорангіїв і статевих органів. Клітина зовні має оболонку, під якою знаходиться цитоплазма, багато ядер та зер­нистих хроматофорів з піреноїдами або без них. Розмножується во-шерія безстатево і статево. Безстатеве розмноження здійснюється зооспорами або апланоспорами. Закінчення розгалужень талому відчленовуються перегородками і перетворюються у зооспорангії. В кожному зооспорангії формується одна зооспора.

Зооспора багатоядерна і кожному ядру відповідає пара джгутиків. На коротких розгалуженнях утворюється не зооспора, а аплапоспо-ра (без джгутиків). Зооспора або апланоспора покидає спорангій і через деякий час проростає в нову рослину.

Статеве розмноження — оогамія. На розгалуженнях талому рядом формуються антеридій і оогоній. Антеридій — одноклітинний виріст загнутий у вигляді рогу. В місці перегину утворюється перегородка. В антеридії дозріває велика, кількість дводжгутикових сперматозоїдів. Оогоній — кульчастий, одноклітинний виріст, в якому дозріває одна яйцеклітина. Після дозрівання сперматозоїди виходять у водне сере­довище, запліднюють яйцеклітини, утворюючи зиготи. Зигота спочат­ку перетворюється в ооспору (покривається щільною оболонкою), перебуває деякий час в стані спокою, а потім проростає в нову рослину.

Для вошерії характерний гетероталізм, тобто антеридій і оогоній на одній рослині не дозрівають одночасно, і тому запліднення мож­ливе лише між різними таломами.

 

5. Відділ: бурі водорості

Розповсюджені в морях та океанах. Пігменти — хлорофіл, каро­тиноїди, специфічний пігмент фукоксантин — бурого кольору. Суміш різних пігментів зумовлює характерне забарвлення шарувань різних відтінків — від оливкового-жовтого до темно-зеленого. Розміри — від мікроскопічних до багатометрових. Хроматофори зернисті, запасна поживна речовина — ламінарин і жири.

Розмноження вегетативне (частками талому), безстатеве (дводж-гутикові зооспори) і статеве (ізогамія, гетерогамія і оогамія).

Представники: ламінарія японська, фукус, саргас, диктіота, цистозира, макроцистис.

За зовнішнім виглядом бурі водорості можуть нагадувати кущи­ки, гіллясті шнури. Вони утворюють підводні «луки» та величезну кількість біомаси.

 

Ламінарія японська (морська капуста). Це — бура водорость з нашаруванням, що складається з пластинки, стовбура і ризоїдів («ко­ренів»). Пластинка лінійна, ланцето- або широко ланцетоподібна. Ламінарія утворює зарослі на камінні і скелях, у воді до глибини 25 метрів в місцях з постійним рухом води, без опріснення. На обох боках пластинки утворюються зооспорангії з зооспорами. При тем­пературі +50 С зооспори виходять із спорангія і плавають дві доби. Якщо за цей час не знаходять місця для прикріплення — гинуть. Із зооспор розвиваються мікроскопічні гаметофіти. Жіночий гаметофіт з оогоніями, чоловічий — багатоклітинний, з антеридіями. За опти­мальних умов гаметофіти утворюють гамети через місяць. Жіноча гамета (яйцеклітина) велика, нерухома, виходить з оогонія і при­кріплюється ззовні до його країв. В такому положенні відбувається запліднення яйцеклітини чоловічою гаметою — сперматозоїдом. Із зиготи розвивається нашарування спорофіта (великої рослини). Тривалість життя нашарування — 2 роки. Заготовляють лише дворічні рослини. Вони містять різноманітні елементи (особливо багато йоду і брому, вітаміни, ламірин). З неї виробляють кормове борошно, одержують альгінати, які використовують замість цукру при діабеті.

 

6. Відділ: Червоні водорості

Більшість червоних водоростей мають багатоклітинну слань у вигляді простих або розгалужених ниток, кущиків, пластинок та інших утворень, які завжди прикріплені до субстрату (каміння, інших водоростей). Це епіфіти, але є і паразити. Часто живуть на великих глибинах. Глибоководні види відрізняються яскравим забарвленням. Відомі також одноклітинні форми. Клітина червоних водоростей одягнена оболонкою, компоненти якої дуже бубнявіють і часто зли­ваються в загальний слиз м'якої або хрящуватої консистенції. Хро­матофори червоних водоростей у вигляді зерен або пластинок, з піре-ноїдами або без них. У хроматофорах містяться пігменти: хлорофіл, каротиноїди, фікоеритрин (червоного забарвлення), фікоціанін і іло-фікоціанін — синього забарвлення. Від співвідношення цих пігментів залежить колір водоростей: від малиново-червоного до голубувато-стального. Запасні речовини у вигляді багрянкового крохмалю (полі­сахарид). Більшість червоних водоростей — дводомні рослини.

Розмноження безстатеве, за допомогою спор. Спори утворюють­ся в спорангіях. Статевий процес оогамний. Жіночий орган (карпо-гон) складається з розширеної частини — черевця, в якому міститься яйцеклітина, і відростка — трихогіни. Антеридії (чоловічі органи) — дрібні, безбарвні клітини, з яких формуються дрібні, голі, без джгу­тиків чоловічі гамети — спермації. Після запліднення нижня части­на кар погону відділяється перегородкою від трихогіни, яка відми­рає, а із зиготи формуються карпоспори.

Представники: калітамніон, гігантіна, літотамніон, діазія, делесерія, церамій червоний, порфіра.

Червоні водорості досить широко використовуються людиною: з них виготовляють агар-агар (з багрянкового крохмалю, продукту фотосинтезу), що застосовують у кондитерській, парфумерній, лабо­раторній та інших галузях промисловості.

 

Значення водоростей у природі та для людини

Водорості — планктонні, ібінтосні, наземні і ґрунтові — відігра­ють важливу роль у природі. Разом з іншими водяними рослинами вони виробляють близько 80 \% усієї маси органічних речовин, що утворюються на землі. Серед них найпродуктивнішими є планктонні завдяки своїй здатності швидко розмножуватися.

Наземні водорості часто виступають у ролі піонерів рослинності, поселяючись на безплідних ділянках суші, скелях, пісках. У симбіозі з грибами водорості утворюють своєрідні організми — лишайники.

Водорості — одні з найдавніших організмів, що заселяють нашу планету. від них виникли наземні рослини. Збагативши атмосферу киснем, вони зумовили можливість існування різноманітного світу тварин і сприяли розвитку аеробних бактерій. Завдяки їхній діяль­ності в атмосфері з'явився озоновий екран, який захищає землю від радіаційного випромінювання. Органічні речовини, які створюють водорості в процесі фотосинтезу, стають їжею для бактерій та тва­рин, зокрема риб. Вони беруть участь у кругообігу речовин у при­роді, в поліпшенні газового режиму водойм та утворенні відкладів сапропелю (органічного мулу). З водоростей утворилися потужні поклади гірських порід: у крейдяних породах 95 \% становлять реш­тки оболонок деяких золотистих водоростей, діатоміти на 50-80 \% складаються з панцирів діатомових водоростей. Рифи в морях і оке­анах також формуються за участю водоростей. Так, у рифах островів Фіджі в Тихому океані водоростей майже в три рази більше ніж коралів. Зарості великих водоростей є укриттям для розмноження багатьох побережних тварин і дрібних водоростей. Знання викопних діатомових допомагає визначити походження і вік різних осадових

порід.

Водорості широко використовують у народному господарстві. Багато з них людина здавна використовувала в їжу (ламінарію, пор­фіру), на корм худобі, як добриво. Діатоміти використовують у хар­човій, хімічній, фармацевтичній промисловості, будівництві (гірська мука, діатоміт). Бурі водорості є іироіиною для добування альгінатів, які застосовують у різних галузях народного господарства. Так, на основі альгінату натрію виготовляють клей, який використовують у текстильному виробництві, для проклеювання паперу, скріплення цементу. Плівки з альгінату натрію, нанесені на бетонні споруди, метали, верстати, деревину, захищають їх від корозії, гниття, руйну­вання.

З червоних водоростей (філофора) добувають агар, з зелених (кладофора, ризоклоніум) виготовляють папір. У медицині викори­стовують ламінарію, синьо-зелені водорості (лікувальні грязі). Бага­то водоростей є біоіндикаторами під час санітарно-біологічної оцін­ки вод або виконують функцію активних санітарів забруднення водойм. Водорості вирощують у штучних водоймах для промисло­вого виробництва органічних речовин.

Разом з тим водорості можуть мати і негативне значення. Синьо-зелені водорості, що масово розмножуються, у водоймах спричиню­ють «цвітіння» води, роблячи її непридатною для використання, заб­руднюють насосні станції та водоводи, деякі види вкривають днища суден, буїв, погіршуючи їх експлуатацію.

Лишайники

Лишайник — симбіотичний організм, до складу якого входить два компоненти: водорость — автотрофний фікобіонт і гриб — гете­ротрофний мікобіонт. Подвійну природу лишайників у 60-х роках ХІХ ст. відкрив німецький ботанік С. Швенденер. Не обов'язковим компонентом лишайників необхідно вважати азотофіксуючі бактерії, які зустрічаються у складі лише частини лишайників. Бактерія здат­на засвоювати атмосферний азот. Амінокислоти, утворені в процесі фіксованого азоту, є додатковим джерелом азотного живлення тих лишайників, в яких є азотбактер. Однак наявність азотобактера в лишайниках не обов'язкова, тому його не можна вважати третім компонентом лишайників.

До складу лишайників входять синьо-зелені або зелені найпро­стіші водорості, одноклітинні або нитчасті життєві форми. Водорость синтезує органічні речовини в результаті процесу фотосинтезу, яки­ми користується і гриб. Гриб захищає водорость від пересихання, а також забезпечує водою і мінеральними речовинами, які бере з по­вітря. До складу лишайників входять гриби класу аскоміцети і знач­но рідше базидіоміцети.

Лишайник являє собою не лише корисний симбіонт, але і склад­ну форму паразитизму. У лишайників спостерігається толерантний (терпимий) паразитизм гриба на водорості, так як після штучного розділу компонентів лишайника водорость продовжує існувати, а. гриб гине.

Ростуть лишайники на різних субстратах (камінь, ґрунт, кора дерев, скло і т.д.) у різних кліматичних зонах, вростаючи в субстрат або прикріплюючись за допомогою рідзин. Лишайники дуже чутливі до чистоти повітря, не переносять сірчистих газів.

Класифікуються лишайники за формою тіла:

накипні (коркові), які мають вигляд нальотів або кірочок, вро­стають у субстрат і практично від нього не відокремлюються (верукарія);

листяні, талом яких має вигляд розчленованих пластинок, що прикріплюються до субстрату рідзинами (пармелія);

кущові, талом яких має вигляд дихотомічно розгалуженого кущика висотою до 15 см, що прикріплюється до субстрату рідзинами (кладонія).

За анатомічною будовою слані лишайники бувають гомеомерні та гетеромерні. У гомеомерних лишайників гіфи гриба і клітини водорості розміщені рівномірно по всій товщі слані. У гетеромерних клітини водорості розміщені в спеціальному шарі, що називається гонідіальним. Таким чином, у гетеромерної слані розрізняють зов­нішній корковий шар зі щільно переплетених гіф міцелію гриба, гонідіальний шар з водоростей, до яких підходять гаусторії гриба, серцевину з рихло переплетених гіф міцелію гриба та нижній кор­ковий шар зі щільно переплетених гіф міцелію гриба. Через нижній корковий шар проходять рідзини.

Забарвлення, лишайників дуже різноманітне (сірувате, сірувато-зеленувате, коричнювате, жовте, оранжеве і майже чорне) і зумовле­не наявністю лишайникових кислот.

Ростуть лишайники дуже повільно: коркові приростають 1-8 мм, кущові — 1-3 см за рік.

Лишайники, як цілісний організм, розмножуються лише вегета­тивно. Вегетативне розмноження здійснюється частинами слані, брунькуванням, соредіями та ізидіями. Соредії являють собою кілька клітин водорості, обплетених гіфами міцелію гриба. Утворюються соредії в гонідіальному шарі, розрихлюються, розриваючи верхній корковий шар. На місці розриву утворюється сораль. Соредії виду­ваються вітром або вимиваються водою. Ізидії являють собою кілька клітин водорості обплетених гіфами міцелію гриба і зовні покриті корковим шаром. Утворюються як вирости на верхньому корково­му шарі і, відламуючись, розповсюджуються.

Крім цього, обидва компоненти лишайника зберегли здатність розмножуватися самостійно. Водорості розмножуються вегетативно (поділом клітин) або безстатево (автоспорами). Здатність утворювати зооспори і статеве розмноження редуковані. Гриби лишайників розм­ножуються статево. В аскоміцетів утворюються плодові тіла: апотеції або перитеції. Перитеції занурені в талом і мають вигляд темних кра­почок, а апотеції розміщені зовні і мають вигляд подушечок, блюде­чок або дисків. Статеве розмноження здійснюється з утворенням ста­тевих органів. Аскогон запліднюється спермаціями (пікноспорами), що розвиваються в спермогоніях (пікнідах). Спермації — одноклітинні гаплоїдні утворення. Спочатку виникають дикаріони, ядра яких зли­ваються з утворенням зиготи, з якої розвивається аска з 8 акоспора-ми. У багатьох грибів лишайників статеве розмноження редуковане.

Новий лишайник утворюється лише у тому випадку, коли спори гриба і клітини водорості попадуть на субстрат поруч і будуть таки­ми, що вже жили у складі лишайника.

Представники: рамалін, умбілікарія істівна, бріонія, лобарія, ксанторія, цетрарія, тіландсія, уснея, ягель (оленячи «мох»), ліканора, тампонія та ін.

Ксанторія настінна — листяний лишайник з гетеромерним та-ломом, що має жовте або жовтогаряче забарвлення. Росте ксанторм на корі дерев, на обробленій деревині в добре освітлених та багатих на азот місцях. Зверху і знизу слань покрита корковим шаром, які за будовою не різняться. Верхній корковий шар забарвлений лишай­никовими кислотами. Під верхнім корковим шаром — гонідіальний, в якому зелені, кульчасті, одноклітинні водорості, до яких підходять гіфи міцелію гриба. За ним серцевинний шар з рихло переплетених гіфів гриба.

Лишайник розмножується вегетативно соредіями та частинами талому. Крім цього, водорость розмножується окремо (автоспорами), а гриб з класу аскоміцети — конідієспорами і статево. При статево­му розмноженні утворюється апотецій блюдечковидної форми. Звер­ху в апотеції знаходиться гіменіальний шар, який складається з рих­ло переплетених гіфів гриба. З боків апотецій обмежований корковим шаром з частково прилягаючим до нього гонідіальним. Гіменіаль-ний шар покритий зверху епітевдом.

 

Значення лишайників у природі та для людини

Як автогетеротрофні компоненти біогеоценозів, лишайники од­ночасно акумулюють сонячну енергію і розкладають органічні і міне­ральні речовини. Вони першими використовують субстрати, непри­датні для інших рослин, поступово руйнують їх, даючи змогу оселятися іншим рослинам.

Довговічність, стійкість, невибагливість до несприятливих умов середовища робить лишайники в деяких біогеоценозах (наприклад, тундрових) основними рослинними компонентами.

Лишайники є індикаторами чистоти повітря: чим вища забруд­неність повітря, тим менше лишайників у цьому регіоні. При цьому відмічається послідовне зникнення лишайників: спочатку вимирають кущисті, потім листяні, а останніми — накипні лишайники.

Лишайники тундри (ягель) — основний корм для північних оле­нів, марлів, кабаргів, косуль, лосів, білок, полівок. Інші види лишай­ників, наприклад, цетрарію ісландську (види кладонії) поїдають свині, вівці, корови.

Багато видів лишайників продуктують антибіотичні речовини (наприклад, уснінову кислоту). На основі цієї кислоти створюються протизапальні препарати (при застарілому катарі, кровохарканні та при інших легеневих хворобах). Деякі види (пармелія, рамалін) ви­користовують у парфумерії.

В Японії, Китаї в харчуванні використовують крупнолистковий лишайник — умбілікарія їстівна. З цього лишайника готують деліка­тесний продукт іватаке.

Багато індійців із заходу Північної Америки використовують в їжу бородатий лишайник бріонію. Велику вагу у голодний час мав кірковий лишайник, поширений у степах та напівпустелях конти­нентальної Азії, а також Північної Африки. В Східній Туреччині його називають «чарвним зерном», у Казахстані — «земляним хлібом».

Листяні лишайники неодноразово рятували життя пілотам, що потрапляли в аварію в Канадській Арктиці.

Використовуються лишайники і в приготуванні алкогольних напоїв (вони часто збагачені складними цукрами), у виробництві пива (як замінник хмелю).

Лишайник пармелію додають у тютюн для утримання особливо­го аромату.

 

ЗАВДАННЯ 1

Вивчити представників основних відділів водоростей: синьо-зе­лених, жовто-зелених, діатомових, бурих, червоних, зелених, харо­вих (за новими даними харові водорості виділено в окремий відділ).

Намалювати цикл розвитку ламінарії (бурі водорості).

ЗАВДАННЯ 2

Розглянути під мікроскопом хламідомонаду (клас рівноджгути-кових) — одноклітинну водорость, звернувши увагу на її будову (див. мал. 33). Зарисувати клітину хламідомонади при великому збільшенні мікроскопа і на малюнку позначити: 1) клітинну оболонку; 2) цито­плазму; 3) піреноїд; 4) чашоподібний хлоропласт; 5) два джгутики; 6) вічко; 7) ядро; 8) скротливі вакуолі. Розглянути гербарні зразки або фіксований матеріал фукусу, звернувши увагу на високий ступінь морфологічної диференціації талому.

ЗАВДАННЯ 3

На прикладі спірогири ознайомитись із представниками класу кон'югати. При малому і великому збільшенні мікроскопа вивчити будову спірогири. На рисунку позначити: клітинну оболонку, прото­плазму, спіральний хлоропласт, піреноїди, ядро, вакуолю з клітин­ним соком. Розглянути і зарисувати кон'югуючі нитки спірогіри, показати процес кон'югації (мал. 34).

Подпись:

ЗАВДАННЯ 4

Намалювати цикл розвитку водорості хари (клас харові).

 

ЗАВДАННЯ 5

Намалювати представників червоних водоростей. На малюнку позначити: 1) карпогон; 2) черевце; 3) трихогіна; 4) антеридій, 5) спер­мації; 6) копуляція; 7) зигота; 8) утворення кар поспор; 9) карпос-пори.

ЗАВДАННЯ 6

Ознайомитися з особливостями морфологічної й анатомічної будови тіла лишайників. На живому або гербарному матеріалі розг­лянути різні морфологічні типи слані. На пошкодженій корі граба або бука помітне вегетативне тіло накидного лишайника графісу у вигляді східного клинопису або корочкових утворів та білі плями кори, пошкодженої міцелієм гриба. Листяні таломи ксанторії стінної у вигляді золотисто-оранжевих розчленованих пластинок легко роз­

пізнати на корі яблуні або осики. На поверхні слані піднімаються блюдцеподібні апотеції різних розмірів. З кущовим типом лишай­ників найкраще ознайомитися на прикладі кладонії, яка являє со­бою сухі, жорсткі світло-сірі або сіро-голубі подушечки. На поверхні відгалужень помітні зернисті апотеції.

З анатомічною будовою лишайників слід ознайомитися в гото­вих мікропрепаратах поперечного зрізу слані одного з листкових лишайників. При малому збільшенні мікроскопа на препараті добре помітно верхній і нижній безбарвні коркові шари, серцевину, гоніді-альний шар з кулястими одноклітинними зеленими водоростями (гетеромерний тип будови). З нижнього коркового шару виходить пучок ризоїдів (мал. 35).

 

Запитання для самоконтролю

Назвати основні відділи водоростей.

Яка будова водоростей? Наведіть приклади одноклітинних, колоніальних, багатоклітинних водоростей.

Як розмножуються водорості? Перелічити способи статевого та безстатевого розмноження.

Які пігменти зустрічаються у хлоропластах водоростей, навіщо?

Практичне значення водоростей.

Які види сланей бувають у лишайників?

Як розмножуються лишайники?

Роль водоростей та лишайників у природі та в житті людини.

Оцените книгу: Проголосовало: 17 Рейтинг: 7

 

Комментарии:

Для данной книги нет комментариев.

Добавление комментария: