Систематика водорослей, грибов и растений

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Систематика водорослей, грибов и растений

Для большинства представителей царства Растения характерен ряд общих признаков:

1) в состав плотной клеточной оболочки входит целлюлоза;

2) у подвижных форм и стадий жгутики изоморфные;

3) имеется центральная вакуоль с клеточным соком;

4) хлоропласты окружены двумя мембранами - наружной и внутренней;

5) главные фотосинтезирующие пигменты - хлорофиллы а и b (у красных водорослей вместо хлорофилла имеется хлорофилл d);

6) основной запасной углевод - крахмал, который откладывается в хлоропластах, а не в цитоплазме, как у других фотосинтезирующих эукариот;

7) кристы митохондрий пластинчатые;

8) при клеточном делении образуется фрагмопласт;

9) жизнедеятельность регулируется фитогормонами;

10) в жизненном цикле происходит чередование поколений - гаметофита и спорофита.

К царству Растения относятся три отдела водорослей (Красные, Зеленые и Харовые) и семь отделов современных растений (Моховидные, Плауновидные, Псилотовидные, Хвощевидные, Папоротниковидные, Голосеменные и Покрытосеменные).

ОТДЕЛ ЗЕЛЕНЫЕ ВОДОРОСЛИ (Chlorophyta)

Отдел включает одноклеточные, колониальные, ценобиальные и многоклеточные организмы зеленого цвета разной морфологической структуры таллома, кроме амебоидной, размером от 1 мкм до нескольких десятков сантиметров. У подвижных зеленых водорослей есть глазок (стигма), 2-4 и более жгутиков, обычно одинаковой длины. Хроматофоры содержат хлорофиллы а и b, б- и в- каротины, а также ксантофиллы: неоксантин, виолаксантин, зеаксантин, лютеин, антераксантин и др. Клетки у большинства видов одеты целлюлозной, целлюлозно-пектиновой или пектиновой оболочкой, одно- или многоядерные.

Запасное вещество - крахмал, редко масло.

Бесполое размножение осуществляется путем деления клетки, фрагментации нити или колонии на части, а также при помощи зоо- или апланоспор. клеточный растение фитогормон

Половой процесс изо-, гетеро-, оогамия, хологамия и конъюгация. Для некоторых водорослей характерно чередование поколений -- споро- и гаметофита.

Зеленые водоросли обычно группируют в 5 классов (вольвоксовые, протококковые, улотриксовые, сифоновые и конъюгаты) по основным ступеням морфологической дифференцировки таллома, начиная от примитивных подвижных одноклеточных организмов и кончая более совершенными, прикрепленными многоклеточными формами.

Класс Вольвоксовые (Volvocophyceae), или Равножгутиковые (Isocontae)

К классу Вольвоксовые относятся наиболее примитивные одноклеточные, ценобиальные и колониальные представители отдела Зеленые водоросли, имеющие монадную структуру тела. У немногих форм клетки голые, у остальных покрыты оболочкой, снабжены двумя или четырьмя жгутиками равной длины (отсюда название равножгутиковые). Размножаются бесполым и половым путем. Половой процесс может быть изо-, гетеро- и оогамным. Рост ценобия происходит за счет увеличения размеров клеток, а колонии -- за счет их деления.

Среди этой группы водорослей встречаются фото-, гетеро- и миксотрофы. В цикле их развития доминирует гаплоидная фаза, диплоидны лишь зиготы и покоящиеся споры. К ним относят свыше 250 видов, встречающихся в мелких пресноводных водоемах. Деление класса на порядки во многом определяется особенностями морфологической дифференцировки таллома.

Порядок Хламидомонадовые (Chlamydomonadales). Сюда относятся одноклеточные водоросли с плотной оболочкой, с двумя или четырьмя равными жгутиками. У ряда представителей оболочки инкрустированы солями кальция, кремнезема или железа.

Типичный род хламидомонада (Chlamydomonas).

Порядок Вольвоксовые (Volvocales) включает наиболее высокоорганизованных представителей класса. Сюда относятся только ценобиальные и колониальные формы. Клетки их построены по типу хламидомонад, но они срастаются краями оболочек или соединяются общей слизью.

Наиболее известными и распространенными представителями являются роды гониум (Gonium), эвдорина (Eudorina), пандорина (Pandorina) ивольвокс (Volvox).

Класс Протококковые (Protococcophyceae), или Хлорококковые (Chlorococcophyceae)

Класс объединяет коккоидные формы, среди которых одноклеточные, ценобиальные, колониальные, изредка многоклеточные организмы. Они имеют микроскопические размеры, и лишь водяная сеточка достигает 1 м.

У протококковых преобладает бесполое размножение при помощи зоо-, гемизоо- и автоспор.

Половой процесс наблюдается редко. Обычно это изогамия, реже гетеро- и оогамия. Покоящимися стадиями служат акинеты и цисты.

В теоретическом отношении протококковые интересны тем, что в процессе эволюции зеленых водорослей на этом этапе впервые возникла и утвердилась коккоидная, типично растительная структура тела с целлюлозными оболочками, от которых развились новые ступени морфологической организации таллома - сифональная, сифонокладальная, нитчатая разнонитчатая и пластинчатая.

Протококковые встречаются во всех водоемах, в планктоне и бентосе, в наземных и почвенных биоценозах. По количеству видов они уступают лишь диатомовым.

В классе выделяют 3 порядка: Вакуольные, Хлорококковые и Прототриховые. Наиболее типичным представителем данного класса является порядок Хлорококковые.

Порядок Хлорококковые (Chlorococcales). Объединяет водоросли с наиболее выраженной коккоидной структурой. Преимущественно одноклеточные формы, хотя есть колониальные и ценобиальные. Размножение хлорококковых осуществляется зоо- и автоспорами. Половой процесс изо-, гетеро- и оогамный.

Роды хлорелла (Chlorella)хлорококк (Chlorococcum), гидродикцион, или водяная сеточка (Hydrodictyon), сценедесмус (Scenedesmus).

Класс Улотриксовые (Ulothrichophyceae)

Класс объединяет нитчатые и пластинчатые одноядерные водоросли. Среди нитчатых форм есть свободноживущие и прикрепленные, ветвящиеся и неветвящиеся, разнонитчатые, живущие одиночно или скоплениями.

Улотриксовые являются продолжением эволюционной линии зеленых водорослей с более высокой ступенью организации. Это выражается в многоклеточности их представителей и способности всех клеток делиться и наращивать таллом.

В классе 7 порядков, из которых наибольший интерес представляют улотриксовые, ульвовые и хетофоровые.

Порядок Улотриксовые (Ulothrichales). Слоевище улотриксовых построено по типу однорядной неразветвленной нити. Клетки таллома похожи друг на друга по строению и функции, за исключением базальной, которая образует прикрепляющийся к субстрату ризоид. Все клетки кроме базальной способны делиться и участвовать в росте водоросли, а также формировать репродуктивные клетки (споры и гаметы). Порядок включает более 16 родов.

Род улотрикс (Ulothrix) встречается преимущественно в пресных, реже морских и солоноватых водоемах, а также в почве. Водоросли прикрепляются к подводным предметам, формируя ярко-зеленые кустики, размером до 10 см и более.

Неразветвленные нити улотрикса, состоящие из одного ряда цилиндрических клеток с толстыми целлюлозными оболочками, прикрепляются к субстрату конической базальной клеткой или ризоидом. Характерной особенностью представителей данного рода является строение хроматофора. У улотрикса опоясанного он имеет вид постенной пластинки, края которой не смыкаются, а образуют незамкнутый поясок. У других видов хроматофор представляет собой замкнутое кольцо (цилиндр).

Бесполое размножение осуществляется фрагментацией нити на короткие сегменты или акинетами, а также с помощью апланоспор и четырехжгутиковых зооспор, которые образуются по 2--16 (32) во всех клетках нити, кроме базальной. Зооспоры выходят из материнской клетки в слизистой обертке, которая вскоре расплывается. После периода движения зооспора останавливается, сбрасывая один за другим жгутики, прикрепляется боком к субстрату и прорастает в нить.

Половой процессизогамный. После слияния двухжгутиковых гамет зигота вначале двигается, затем оседает на дно водоема, вырабатывает плотную оболочку и слизистую ножку, прикрепляющую ее к субстрату. Это покоящийся спорофит (диплонт). После периода покоя он прорастает 4--16 (большей частью 8) четырехжгутиковыми зооспорами с редукцией числа хромосом. Таким образом, у улотрикса опоясанного происходит гетероморфная смена половой и бесполой форм развития: нитчатый многоклеточный гаметофит сменяется одноклеточным спорофитом. Для некоторых морских видов улотрикса характерен изоморфный цикл развития: зигота прорастает непосредственно в диплоидную нить, а редукция происходит при формировании зооспор.

Порядок Ульвовые (Ulvales). Включает водоросли со слоевищами пластинчатой, трубчатой или мешковидной формы, паренхимного строения и относительно крупных размеров. Строение клеток ульвовых сходно со строением клеток улотриксовых. Размножаются ульвовые бесполым (фрагментацией таллома, четырехжгутиковыми зооспорами, реже апланоспорами) и половым (изо- и гетерогамия) путем. Зооспоры и гаметы образуются в вегетативных клетках.

В цикле развития большинства ульвовых осуществляетсяизоморфная смена генераций.

Порядок Хетофоровые (Chaetophorales). Он включает разнонитчатые ветвящиеся формы. Подавляющее большинство водорослей этого порядка имеет на слоевище волоски или щетинки. Бесполое размножение происходит при помощи четырехжгутиковыхзоо- и апланоспор. Половой процесс изо-, гетеро- и оогамный. Гаметы двух- или четырехжгутиковые.

Распространены в пресных водоемах, реже встречаются в морях и на почве. Наиболее типичны роды стигеоклониум, драпарнальдия и плеврококк

Класс Сифоновые (Siphonophyceae)

Класс включает водоросли, у которых таллом имеет сифоновую и сифонокладальную структуру. Их слоевище представляет собой гигантскую одно- или многоядерную клетку или сегментировано своеобразными перегородками на отдельные участки с многочисленными ядрами. Несмотря на отсутствие клеточных перегородок, они, по сути дела, не являются одноклеточными организмами. Их слоевище скорее напоминает комплекс не вполне разделившихся клеток. Другими словами, увеличение количества ядер можно рассматривать как результат незаконченного процесса клеточного деления, когда ядро делится, а цитоплазма остается неразделенной.

В хроматофорах, кроме обычных пигментов, свойственных зеленым водорослям, имеются специфические -- сифонеин и сифоноксантин из группы каротиноидов.

Сифоновым водорослям свойственны все типы размножения: бесполое (выводковые почки, акинеты, зоо- и апланоспоры) и половое (изо-, гетеро- и оогамия). Они дипло- или диплогаплобионты с изоморфной, реже гетероморфной сменой форм развития.

Класс делится на 3 порядка (сифональные, дазикладальные и сифонокладальные), каждый из которых представляет собой самостоятельную эволюционную линию.

Сифоновые обитают главным образом в тропических морях.

Порядок Сифоновые (Siphonales), или Бриопсидовые (Bryopsidales). Слоевище водорослей лишено перегородок, только в основании ветвей и изредка гаметангиев возникают своеобразные пробки.

Размножение осуществляется преимущественно половым путем.Зооспоры известны лишь у немногих видов. Некоторые могут размножаться отрывающимися или распадающимися при разрастании участками тела, легко регенерирующими: оболочка в местах отрыва очень быстро восстанавливается.

Типичный род бриопсис (Bryopsis).

Порядок Сифонокладовые (Siphonocladales). Порядок объединяет водоросли, имеющие сегментированное слоевище. Сегменты образуются за счет сегрегативного деления цитоплазмы на многоядерные участки различной формы и размеров. Каждый из этих участков вырабатывает собственную мембрану. Разрастаясь, они смыкаются, создавая впечатление многоклеточности. Таким образом, деление цитоплазмы и образование сегментов у них не связано с делением ядер. Все сифонокладовые на начальных фазах развития проходят стадию первичного пузыря, что свидетельствует о их родстве с сифоновыми. Сегментация наступает позже. Строение сегмента сифонокладовых сходно со строением клетки сифоновых водорослей.

Размножаются сифонокладовые половым и бесполым путем. Имеется изо- и гетероморфная смена форм развития.

Распространены главным образом в тропических морях и лишь некоторые в пресных водоемах.

Типичный род кладофора (Cladophora).

Класс Конъюгаты (Conjugatophyceae)

Класс объединяет водоросли, характерной чертой которых являются полная потеря подвижных жгутиковых стадий и половой процесс в виде конъюгации, смысл которой заключается в слиянии протопластов двух вегетативных клеток.

Это одно- и многоклеточные нитчатые организмы, изредка колониальные. Таллом большинства их видов имеет симметричное строение с перетяжкой посередине или без нее. У нитчатых форм клетки не перешнурованы. Протопласты содержат по одному ядру, крупные осевые или постенные хроматофоры, имеющие пластинчатую, лентовидную, звездчатую, спиралевидную форму, пиреноиды.

Размножаются конъюгаты бесполым и половым путями.

Бесполое размножение осуществляется за счет деления клеток и распада нитей на отдельные участки и даже на клетки, способные регенерировать всю нить.

Половой процесс - конъюгация - представляет слияние амебоидных протопластов вегетативных клеток и образованием зиготы. После периода покоя зиготы прорастают 1-4 жизнеспособными проростками, что сопровождается редукцией числа хромосом. В цикле развития доминирует гаплоидная фаза, диплоидны лишь зиготы.

В классе 4 порядка: мезотениевые, зигнемовые, десмидиевые и гонатозиговые. В основе такой классификации лежат строение клеток и количество жизнеспособных проростков.

Порядок Мезотениевые (Mesotaeniales). Представители этого порядка одноклеточные. Клетки могут быть цилиндрической, эллипсовидной или веретеновидной формы, без перетяжки. Ядро одно.

Размножаются мезотениевые бесполым (делением клетки надвое) и половым (конъюгация) путями. Зиготы после периода покоя прорастают 4 жизнеспособными проростками. По этой причине мезотениевые считают самыми примитивными среди конъюгат.

Обитают мезотениевые преимущественно в торфяных водоемах. На севере некоторые из них вызывают красное «цветение» снега.

Роды спиротения (Spirotaenia) ицилиндроцистис (Cylindrocystis).

Порядок Зигнемовые (Zygnematales). Это нитчатые, неветвящиеся, обычно свободноплавающие водоросли с цилиндрическими одноядерными клетками, с целлюлозной оболочкой, покрытые слизистым чехлом. Строение хроматофоров строго определенно и служит диагностическим признаком для каждого рода. Размножение осуществляется фрагментацией нити на отдельные короткие участки, апланоспорами и акинетами, конъюгация лестничная или боковая. Зигота прорастает одним проростком.

Роды спирогира (Spirogyra),зигнема(Zygnema),мужоция(Mougeotia).

Порядок Десмидиевые (Desmidiales). Он объединяет преимущественно одноклеточные водоросли, реже колониальные в виде нитей или цепочек с резко выраженной двухсторонней симметрией клеток. У подавляющего большинства клетка разделена перетяжкой на две симметричные половинки. Хроматофоры имеют разную форму и строение, но всегда сохраняют симметрию полуклеток.

Бесполое размножение осуществляется посредством деления клетки в плоскости симметрии, при этом каждая полуклетка достраивает недостающую половинку. Половой процесс -- конъюгация между двумя клетками. Зигота прорастает двумя проростками.

Роды клостериум (Closterium), космариум (Cosmarium) и стаураструм (Staurastrum).

Памятка: При характеристике каждого отдела и класса водорослей необходимо обратить особое внимание на следующие основные признаки: а)структура таллома; б) строение клетки (пигменты хлоропластов, запасные продукты, наличие жгутиков); в) размножение; г) типы полового процесса; д) деление на классы и порядки; е) важнейшие представители (роды) каждого порядка.

Размещено на Allbest.ru