Альгология и микология. Практикум - Николай Лемеза

Бесполое размножение осуществляется делением клетки на две или распадом таллома на части, а также одно-, двухжгутиковыми зооспорами, амебоидными клетками, апланоспорами. У некоторых видов описан половой процесс по типу изо-, холо- или автогамии. В результате полового процесса и в неблагоприятных условиях образуются цисты с толстой окремневшей оболочкой. После периода покоя циста прорастает, образуя зооспоры.

Большинство хризофитовых – планктонные водоросли чистых, не загрязненных органическими веществами пресных водоемов. Некоторые живут в морях или ведут эпифитный образ жизни.

Отдел Золотистые водоросли делят на 2 класса – Гетерохризофициевые (Heterochrysophyceae) и Изохризофициевые (Isochrysophyceae).

Класс Гетерохризофициевые (Heterochrysophyceae)

К данному классу относят представителей с различными типами организации таллома – монадные, ризоподиальные, пальмелловидные, коккоидные и нитчатые. В пределах класса выделяют 7 порядков: Хризомонадальные (Chrysomonadales), Кокколитальные (Coccolithales), Диктиохальные (Dictyochales), Ризохризидальные (Rhizochrysidales), Хризокапсальные (Chrysocapsales), Хризосферальные (Chrysosphaerales), Феотамниальные (Phaeothamniales). Деление на порядки основано на различиях в типе структуры таллома, числе и строении жгутиков, особенностях строения скелета и панциря, на наличии или отсутствии слизистой обвертки и т.п.

Порядок Хризомонадальные (Chrysomonadales). Самый многочисленный порядок, включающий водоросли монадной структуры, одноклеточные и колониальные, снабженные одним или двумя жгутиками часто неравной длины. Клетки или голые, покрытые лишь плазмалеммой, или же имеют целлюлозные футляры (домики) либо покрыты кремнистыми пластинками.

Рис. 1.12. Dinobryon. Общий вид колонии

Большинство хризомонадальных водорослей – типичные активные планктеры, и лишь некоторые ведут прикрепленный образ жизни.

Рис. 1.13. Synura. Делящаяся колония

Род динобрион (Dinobryon) включает одиночные или собранные в кустистые колонии организмы, свободно плавающие или прикрепленные к субстрату (рис. 1.12). Клетки динобриона прикреплены внутри бокаловидных прозрачных целлюлозных домиков при помощи сократительных стебельков. Из устья домика выставляются два жгутика неравной длины – длинный перистый и короткий боковой гладкий. Хроматофоров один-два, ядро одно. При размножении протопласт делится продольно, причем один из дочерних протопластов обычно остается в материнском домике, а другой выходит наружу и тут же формирует свой собственный. Клетки, сидящие у выхода из домика, могут превращаться в золотисто-оранжевые цисты, закрывающие отверстия домиков. В результате ряда таких делений возникают разветвленные колонии. Половой процесс – хологамия.

Известно более 20 видов, в том числе 12 в Беларуси. В реках, озерах, прудах и болотах часто встречаются Д. общественный (D. sociale), Д. цилиндрический (D. cylindricum), Д. спиральный (D. spirale), Д. расходящийся (D. divergens) и др.

Род синура (Synura) представлен свободноплавающими сферическими колониями, лишенными общей слизистой обертки (рис. 1.13). Клетки шаро- или обратнояйцевидные, расположены радиально, в центре колонии соединяются оттянутыми задними концами, а передние, несущие по два неравной длины жгутика, обращены кнаружи. Каждая клетка одета пектиновой оболочкой, покрытой окремневшими чешуйками. Хроматофоров два, оба боковые, корытолентовидные или пластинчатые.

Размножаются синуры продольным делением клетки и распадением старых колоний, образуя цисты.

Известно 10 пресноводных видов, из них 3 в Беларуси. В планктоне и среди зарослей прибрежной растительности озер, болот и рек встречаются С. сфагновая (S. sphagnicola), С. ягодковая (S. uvella) и др.

Приготовить препарат и рассмотреть под микроскопом колонии динобриона и синуры. С целью получения более контрастного препарата динобриона рекомендуется подкрашивать его метиленовой синью. При этом часто можно обнаружить характерные эндогенные цисты. Зарисовать внешний вид колоний.

1. Какие уровни организации и типы морфологической дифференциации характерны для золотистых водорослей?

2. Каковы особенности строения клетки золотистых водорослей?

3. Какие формы размножения известны у хризофит?

4. Какие признаки положены в основу деления класса Гетерохризофициевые на порядки?

5. Где распространены золотистые водоросли и каково их значение в природе и народном хозяйстве?

1.9. Отдел Диатомовые водоросли (Bacillariophyta, Diatomeae)

Отдел объединяет микроскопические коккоидные одноклеточные и колониальные формы, имеющие покровы в виде кремнеземного панциря, который плотно примыкает к наружному уплотненному слою протопласта клетки – плазмалемме.

Панцирь состоит из двух половинок, надевающихся друг на друга, как крышка на коробку. Наружная, большая часть панциря – эпитека, подобно крышке, находит своими краями на внутреннюю половину – гипотеку, соответствующую коробке. Эпитека и гипотека имеют створки с загнутыми краями (загибы створки), к которым прилегают поисковые ободки в форме колец. Они образуют боковые стороны панциря. Поисковый ободок эпитеки плотно прилегает к пояску гипотеки, образуя закрытый панцирь. У многих диатомей между загибом створки и поисковым ободком образуется от одного до нескольких вставочных ободков, имеющих большое биологическое значение, так как они способствуют увеличению объема клетки и ее росту.

Створки отличаются сложностью структуры, пронизаны многочисленными порами и камерами. У более примитивных форм поры расположены беспорядочно, хотя встречается и кольцевое расположение в виде полос, штрихов. Постепенное перемещение пор от центра к периферии способствует образованию центрального или осевого поля, когда бесструктурная часть проходит по оси створки. В створках панциря некоторых диатомей отмечены одна-две слизевые поры, через которые выделяется слизь, служащая прикреплению водорослей к субстрату и образованию колоний в виде цепочек, лент, звездочек, кустиков и др. Кроме того, в створках имеются мелкие (ареолы) и крупные (камеры) отверстия, через которые клетка сообщается с внешней средой. Помимо названных структур у большинства диатомовых водорослей на внешней и внутренней поверхностях створок отмечены различные выросты, выпуклости, шипы, бороздки, ребра, щетинки и др.

У подвижных форм вдоль медиальной линии образуются шов – щель, или канал и узлы утолщения – два полярных и один центральный. Через щель происходит выделение и постоянная циркуляция цитоплазмы, благодаря чему осуществляется реактивное передвижение водоросли.

Развитие порового аппарата панциря диатомей имеет важное биологическое значение. Наличие пор обеспечивает обмен веществ между протопластом клетки и окружающей средой, уменьшает массу панциря, способствует передвижению и парению планктонных форм в воде.

Цитоплазма располагается в клетке тонким постенным слоем или скапливается в центре, где помещаются диплоидное ядро, хроматофоры и вакуоли. Хроматофоры имеют вид желтых либо желто-бурых (за счет хлорофиллов а и с, каротинов, ксантофиллов: фукоксантина, неоксантина, диатоксантина и др.) пластинок, зерен, дисков. Мертвые клетки диатомей обесцвечиваются или становятся зелеными, поскольку бурые пигменты быстро растворяются в воде, а зеленые сохраняются дольше. Продукты ассимиляции – масло, волютин, хризоламинарин.

Размножаются диатомеи бесполым и половым путем.

Бесполое размножение осуществляется делением клетки на две половинки. Перед делением масса протопласта увеличивается в объеме, вследствие чего эпигека и гипотека панциря расходятся. При этом вначале митотически делится ядро, а затем и весь протопласт. Каждой новой клетке достается одна створка панциря, являющаяся эпитекой, а гипотека достраивается. Образовавшиеся клетки различны по размерам; одна клетка, получившая эпитеку, сохраняет размеры материнской, а другая, получившая материнскую гипотеку, ставшую в новой клетке эпигекой, уменьшается. В результате последующих делений размеры клеток в популяции прогрессивно уменьшаются. Уменьшению размеров клеток диатомей при бесполом размножении препятствует прежде всего увеличение их в результате полового процесса, а также возможность раздвигания частей панциря благодаря тому, что они не срастаются, а сочленяются между собой подвижным механизмом, напоминающим сустав.

Размножение спорами у диатомей не отмечено, хотя у многих морских планктонных представителей обнаружены микроспоры по 8 – 16 и более в клетке, со жгутиком и без него, с хроматофорами и бесцветные, природа которых до настоящего времени не выяснена.