Альгология и микология. Практикум - Николай Лемеза

Николай Алексеевич Лемеза

Альгология и микология. Практикум

Допущено

Министерством образования Республики Беларусь в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений по биологическим специальностям

Рецензенты:

кафедра ботаники и основ сельского хозяйства Белорусского государственного педагогического университета имени Максима Танка (заведующий кафедрой доцент И.Э. Бученкое);

доктор биологических наук, профессор Белорусского государственного технологического университета Н.И. Федоров

Предисловие

Пособие написано в соответствии с типовой программой по курсу «Альгология и микология», утвержденной УМО вузов Республики Беларусь по естественному образованию (2006). Оно знакомит студентов с многообразием фототрофных и гетеротрофных талломных организмов, ранее относимых к низшим растениям.

Основная задача учебного пособия – дать представление о характерных особенностях строения и жизнедеятельности, а также принципах классификации водорослей, миксомицетов, грибов и лишайников. Знание их систематики, основанной на данных структурной организации, биологии и истории развития отдельных форм, позволяет представить не только разнообразие органического мира, но и выявить родственные (филогенетические) отношения между отдельными группами организмов. Наряду с морфолого-систематическими задачами в пособии уделяется должное внимание вопросам экологии водорослей, миксомицетов, грибов и лишайников, их роли в биосфере и хозяйственной деятельности человека.

Особенностью данного пособия является то, что предлагаемая система лабораторных занятий рассчитана на привитие студентам навыков самостоятельного изучения живых организмов с применением элементов научно-исследовательского подхода. Материал и методика постановки лабораторных работ предусматривают освоение разнообразных методов микро- и макроскопических исследований как живых организмов, так и фиксированных материалов, самостоятельного изготовления микропрепаратов, их зарисовки и анализа полученных результатов.

Структура каждого занятия в лаборатории и в природных условиях во время летней учебной практики по альгологии и микологии приближена к учебно-исследовательскому эксперименту: кратко изложены основные теоретические вопросы темы, поставлены конкретные задания, даны методические рекомендации по сбору и хранению материала, изготовлению препаратов, указана последовательность проведения работы и оформления результатов.

К лабораторным занятиям необходимо готовиться заранее -внимательно изучить основные теоретические вопросы соответствующей темы, познакомиться с целью (заданием) и содержанием предстоящей работы, проверить наличие оборудования, необходимых реактивов, объектов исследования, альбомов для записей и рисунков. После этого можно приступать к выполнению задания. Определенную помощь в данном случае могут оказать приводимые в пособии иллюстрации, которые дают возможность студенту не только представить особенности внешнего и внутреннего строения изучаемого объекта и скорректировать свой рисунок, но и овладеть общими приемами научного рисунка.

Автор выражает глубокую благодарность профессору Н.И. Федорову, доцентам А.А. Свирид, А.К. Храмцову, И.С. Гириловичу за ценные замечания и советы, способствующие улучшению рукописи.

Пособие может быть использовано не только в качестве руководства для студентов высших учебных заведений, но и для лаборантов, обслуживающих практикум, а также для преподавателей.

Автор

Глава 1.

Водоросли (Algae)

1.1. Общая характеристика

Водоросли представляют собой сборную группу преимущественно водных организмов. Характерной особенностью всех водорослей является то, что их тело не расчленено на вегетативные органы (корень, стебель, лист), а представлено талломом, или слоевищем. По этой причине их называют талломными, или слоевищными, организмами. В отличие от высших растений у них обычно отсутствуют ткани, а органы полового размножения, как правило, одноклеточные. Общим для водорослей является их способность к автотрофному способу питания благодаря наличию фотосинтезирующего аппарата. Вместе с тем у некоторых водорослей наряду с автотрофным питанием существует и гетеротрофное.

Известно более 40 000 видов водорослей, которые объединяются в 11 отделов: диатомовые — около 20 000 видов, зеленые – 13 000 – 20 000, красные — около 4000, синезеленые — около 2000, бурые — около 1000, динофитовые и криптофитовые – более 1000, желтозеленые, золотистые, харовые — свыше 300 в каждом отделе, эвгленовые — около 840 видов. По данным известного белорусского альголога Т.М. Михеевой (1999), в Беларуси установлено 1832 вида водорослей, а вместе с внутривидовыми таксонами – 2338 представителей. Обнаруженные виды принадлежат к 363 родам 134 семействам из 10 отделов. При этом 21 вид водорослей занесен в Красную книгу Республики Беларусь.

Водоросли всех отделов в процессе эволюции развивались в основном независимо друг от друга; от них, вероятно, происходят наземные хлорофиллоносные растения.

Структура водорослей. Водоросли в пределах слоевищного типа строения отличаются исключительным морфологическим разнообразием. Их тело может быть одноклеточным, колониальным, многоклеточным. Размеры в пределах каждой из этих форм отличаются огромным диапазоном – от микроскопических (1 мкм) до гигантских (есть виды, достигающие нескольких десятков метров). С учетом большого морфологического разнообразия вегетативного тела водоросли по структуре можно разделить на несколько категорий, образующих главнейшие ступени морфологической эволюции.

Монадная (жгутиковая) структура свойственна одноклеточным и колониальным организмам и характеризуется наличием у них клеток одного, двух или нескольких жгутиков, обусловливающих активное движение в воде. Эта структура преобладает у динофитовых и криптофитовых, золотистых и эвгленовых водорослей. У более высокоорганизованных водорослей монадное строение имеют клетки, служащие для бесполого (зооспоры) или полового (гаметы) размножения.

Амебоидная (ризоподиальная) структура характеризуется отсутствием постоянной формы клетки, плотной оболочки и жгутиков. Передвигаются эти водоросли, как и амебы, с помощью псевдоподий, которые сохранились у динофитовых, золотистых и желтозеленых водорослей.

Пальмеллоидная (гемимонадная, или катальная) структура представляет собой соединение множества неподвижных клеток, погруженных в общую слизь, но не имеющих плазматических связей. Возникновение такого типа структуры было важным этапом на пути морфологической эволюции водорослей в направлении от подвижных монадных к типично растительным неподвижным формам. Пальмеллоидная структура широко представлена у зеленых, желтозеленых и золотистых водорослей; в других отделах она встречается реже или вообще отсутствует.

Коккоидная структура характеризуется неподвижными клетками различной формы и размеров, с плотной клеточной стенкой, одиночными или соединенными в колонии (ценобии). Такая структура встречается почти во всех отделах (за исключением эвгленовых) водорослей, а у диатомовых она является единственной; у других представителей наблюдается в циклах развития (апланоспоры, акинеты, тетраспоры и др.).

Нитчатая (трихальная) структура в мире водорослей является простейшей формой многоклеточного слоевища и представляет собой соединение неподвижных клеток в нити, между которыми осуществляется физиологическое взаимодействие с помощью плазмодесм. Нити могут быть простыми и ветвящимися, свободноживущими, прикрепленными и объединенными чаще всего в слизистые колонии. Нитчатая структура представлена среди зеленых, золотистых, желтозеленых, красных водорослей.

Разнонитчатая (гетеротрихальная) структура является более сложным вариантом нитчатого строения, для которого характерны две системы нитей: стелющиеся по субстрату и отходящие от них вертикально. Гетеротрихальная структура свойственна многим синезеленым, зеленым, харовым, золотистым, желтозеленым, красным и бурым водорослям и может быть постоянной или временной формой.

Псевдопаренхиматозная (ложнотканевая) структура характеризуется образованием крупных объемных слоевищ в результате срастания нитей разнонитчатого слоевища, иногда сопровождаемого дифференциацией «тканей». Поскольку последние по способу образования отличаются от настоящих, их называют ложными тканями. Встречается у некоторых красных водорослей.

Паренхиматозная (тканевая) структура характеризуется многоклеточными слоевищами в форме пластинок, состоящих из одного и более слоев клеток. При делении клеток первичных нитей в разных плоскостях могут возникать паренхиматозные слоевища с тканями, выполняющими ассимиляционную, проводящую, запасающую функции. Тканевая структура представлена у бурых, красных и зеленых водорослей.