Departamentul de organisme considerate aici ca alge este foarte divers și nu reprezintă un singur taxon. Aceste organisme sunt eterogene în structura și originea lor.

Algele sunt plante autotrofe; celulele lor contin diverse modificari ale clorofilei si alti pigmenti care asigura fotosinteza. Algele trăiesc în apele dulci și marine, precum și pe uscat, la suprafață și în sol, pe scoarța copacilor, pietre și alte substraturi.

Algele aparțin a 10 diviziuni din două regate: 1) albastru-verde, 2) roșu, 3) Pyrophyta, 4) auriu, 5) diatomee, 6) galben-verde, 7) maro, 8) euglenofite, 9) verde și 10 ) Charoves. Prima diviziune aparține regatului Procariotelor, restul - regnului Plantelor.

Departament Alge albastre-verzi sau cianobacterii (Cyanophyta)

Există aproximativ 2 mii de specii, unite în aproximativ 150 de genuri. Acestea sunt cele mai vechi organisme, ale căror urme de existență au fost găsite în depozitele precambriene, vârsta lor fiind de aproximativ 3 miliarde de ani.

Printre albastru alge verzi Există forme unicelulare, dar majoritatea speciilor sunt organisme coloniale și filamentoase. Ele diferă de alte alge prin faptul că celulele lor nu au un nucleu format. Le lipsesc mitocondriile, vacuolele cu seva celulară, fără plastide formate, iar pigmenții cu care se realizează fotosinteza sunt localizați în plăci fotosintetice - lamele. Pigmenții algelor albastre-verzi sunt foarte diverși: clorofilă, caroteni, xantofile, precum și pigmenți specifici din grupa ficobilinei - ficocianina albastră și ficoeritrina roșie, care, pe lângă cianobacteriile, se găsesc doar în algele roșii. Culoarea acestor organisme este cel mai adesea albastru-verde. Cu toate acestea, în funcție de raportul cantitativ al diferiților pigmenți, culoarea acestor alge poate fi nu numai albastru-verde, ci și violet, roșcat, galben, albastru pal sau aproape negru.

Algele albastre-verzi sunt distribuite pe tot globul și se găsesc într-o mare varietate de medii. Ei sunt capabili să existe chiar și în condiții extreme de viață. Aceste organisme tolerează întunericul prelungit și anaerobioza pot trăi în peșteri, în diferite soluri, în straturi de namol natural bogat în hidrogen sulfurat, în ape termale etc.

Membranele mucoase se formează în jurul celulelor algelor coloniale și filamentoase, care servesc ca un înveliș protector care protejează celulele de uscare și acționează ca un filtru de lumină.

Multe alge filamentoase albastre-verzi au celule deosebite - heterochisturi. Aceste celule au o membrană bine definită cu două straturi și par goale. Dar acestea sunt celule vii pline cu conținut transparent. Algele albastre-verzi cu heterochisturi sunt capabile să fixeze azotul atmosferic. Unele tipuri de alge albastre-verzi sunt componente ale lichenilor. Ele pot fi găsite ca simbioți în țesuturile și organele plantelor superioare. Capacitatea lor de a fixa azotul atmosferic este folosită de plantele superioare.

Dezvoltarea masivă a algelor albastre-verzi în corpurile de apă poate avea consecințe negative. Poluarea crescută a apei și poluarea cu substanțe organice provoacă așa-numita „înflorire a apei”. Acest lucru face ca apa să nu fie adecvată consumului uman. Unele cianobacterii de apă dulce sunt toxice pentru oameni și animale.

Reproducerea algelor albastre-verzi este foarte primitivă. Formele unicelulare și multe coloniale se reproduc numai prin împărțirea celulelor în jumătate. Majoritatea formelor filamentoase se reproduc prin hormoni (secțiuni scurte separate de filamentul mamă care cresc în adulți). Reproducerea poate fi efectuată și cu ajutorul sporilor - celule cu pereți groși care pot supraviețui în condiții nefavorabile și apoi pot crește în fire noi.

Diviziune Alge roșii (sau alge violete) (Rhodophyta)

Algele roșii () sunt un grup numeros (aproximativ 3800 de specii din peste 600 de genuri) de locuitori în principal marini. Dimensiunile lor variază de la microscopic la 1-2 m În exterior, algele roșii sunt foarte diverse: există forme sub formă de fir, asemănătoare plăcilor, asemănătoare coralilor, disecate și ramificate în diferite grade.

Algele roșii au un set unic de pigmenți: pe lângă clorofila a și b, există și clorofila d, cunoscută numai pentru acest grup de plante, există caroteni, xantofile și, de asemenea, pigmenți din grupa ficobilinei: pigment albastru- ficocianina, rosu - ficoeritrina. Diferitele combinații ale acestor pigmenți determină culoarea algelor - de la roșu aprins la verde-albăstrui și galben.

Algele roșii se reproduc vegetativ, asexuat și sexual. Înmulțirea vegetativă caracteristic doar plantelor stacojii cele mai prost organizate (forme unicelulare şi coloniale). În formele multicelulare foarte organizate, secțiunile tăiate ale talului mor. Pentru reproducere asexuată deservesc diferite tipuri de dispute.

Procesul sexual este oogam. Pe o plantă gametofită se formează celule reproducătoare masculine și feminine (gameți), lipsite de flageli. În timpul fertilizării, gameții feminini nu sunt eliberați în mediu, ci rămân pe plantă; gameții masculini sunt eliberați și transportați pasiv de curenții de apă.

Plantele diploide - sporofitele - au acelasi aspect ca si gametofitele (plantele haploide). Aceasta este o schimbare izomorfă a generațiilor. Organele de reproducere asexuată se formează pe sporofite.

Multe alge roșii sunt utilizate pe scară largă de oameni, sunt comestibile și sănătoase. În industria alimentară și medicală, agar polizaharidic, obținut din diferite tipuri de iarbă stacojie (aproximativ 30), este utilizat pe scară largă.

Departamentul Pyrophyta (sau Dinophyta) alge (Pyrrophyta (Dinophyta))

Departamentul conține aproximativ 1200 de specii din 120 de genuri, unind forme eucariote unicelulare (inclusiv biflagelate), cocoide și filamentoase. Grupul combină caracteristicile plantelor și animalelor: unele specii au tentacule, pseudopode și celule înțepătoare; unele au un tip tipic de nutriție animală, asigurată de faringe. Mulți au un stigmat, sau o vidă. Celulele sunt adesea acoperite cu o membrană dură. Cromatoforele au culoare maronie și roșiatică și conțin clorofilele a și c, precum și caroteni, xantofile (uneori ficocianina și ficoeritrina). Amidonul și uneori uleiul se depun ca substanțe de rezervă. Celulele flagelate au părțile dorsale și ventrale clar definite. Există șanțuri pe suprafața celulei și în faringe.

Se reproduc prin diviziune în stare mobilă sau imobilă (vegetativ), zoospori și autosporii. Reproducerea sexuală este cunoscută sub puține forme; are loc sub forma unei fuziuni de izogamete.

Algele pirofite sunt locuitori obișnuiți ai corpurilor de apă poluate: iazuri, bazine de decantare, unele rezervoare și lacuri. Mulți formează fitoplancton în mări. În condiții nefavorabile, formează chisturi cu membrane de celuloză groase.

Genul cel mai răspândit și bogat în specii este Cryptomonas.

Diviziune alge aurii (Chrysophyta)

Organisme microscopice sau mici (de până la 2 cm lungime) de culoare galben-aurie care trăiesc în corpurile de apă dulce și sărată de pe tot globul. Există forme unicelulare, coloniale și pluricelulare. În Rusia sunt cunoscute aproximativ 300 de specii din 70 de genuri. Cromatoforii sunt de obicei galben auriu sau maro. Conțin clorofilele a și c, precum și carotenoide și fucoxantina. Crisolamina și uleiul sunt depuse ca substanțe de rezervă. Unele specii sunt heterotrofe. Majoritatea formelor au 1-2 flageli și, prin urmare, sunt mobile. Se reproduc predominant asexuat - prin diviziune sau zoospori; procesul sexual este cunoscut doar la câteva specii. De obicei se găsește în curat ape proaspete(ape acide ale mlaștinilor cu sfagne), mai rar - în mări și în sol. Fitoplancton tipic.

Diatomee de diviziune (Bacillariophyta (Diatomea))

Diatomeele (diatomeele) numără aproximativ 10 mii de specii, aparținând aproximativ 300 de genuri. Acestea sunt organisme microscopice care trăiesc în principal în corpuri de apă. Diatomeele sunt un grup special de organisme unicelulare, distincte de alte alge. Celulele de diatomee sunt acoperite cu o coajă de silice. Celula conține vacuole cu seva celulară. Miezul este situat în centru. Cromatoforele sunt mari. Culoarea lor are diverse nuanțe de culoare galben-brun, deoarece pigmenții sunt dominați de caroteni și xantofile, care au nuanțe galbene și maro, și mascând clorofilele a și c.

Cojile de diatomee se caracterizează prin regularitatea geometrică a structurii și o mare varietate de contururi. Cochilia este formată din două jumătăți. Cea mai mare, epiteca, o acoperă pe cea mai mică, ipoteca, la fel cum un capac acoperă o cutie.

Cele mai multe diatomee care au simetrie bilaterală se pot deplasa de-a lungul suprafeței substratului. Mișcarea se realizează folosind așa-numita cusătură. Cusătura este o fantă care trece prin peretele cercevei. Mișcarea citoplasmei în gol și frecarea acesteia împotriva substratului asigură mișcarea celulei. Celulele de diatomee care au simetrie radială nu sunt capabile de mișcare.

Diatomeele se reproduc de obicei prin împărțirea celulei în două jumătăți. Protoplastul crește în volum, drept urmare epiteca și ipoteca diverge. Protoplastul se împarte în două părți egale, iar nucleul se împarte mitotic. În fiecare jumătate a celulei divizate, coaja joacă rolul unei epitece și completează jumătatea lipsă a învelișului, întotdeauna ipoteca. Ca urmare a numeroaselor diviziuni, are loc o scădere treptată a dimensiunii celulelor într-o parte a populației. Unele celule sunt de aproximativ trei ori mai mici decât cele originale. După ce au atins o dimensiune minimă, celulele dezvoltă auxospori („spori în creștere”). Formarea auxosporilor este asociată cu procesul sexual.

Celulele de diatomee în stare vegetativă sunt diploide. Înainte de reproducerea sexuală, are loc diviziunea de reducere a nucleului (meioza). Două celule de diatomee se reunesc, valvele se depărtează, nucleii haploizi (după meioză) fuzionează în perechi și se formează unul sau doi auxospori. Auxosporul crește de ceva timp, apoi dezvoltă o coajă și se transformă într-un individ vegetativ.

Printre diatomee există specii iubitoare de lumină și iubitoare de umbră, ele trăiesc în rezervoare la diferite adâncimi. Diatomeele pot trăi și în soluri, în special în cele umede și mlăștinoase. Alături de alte alge, diatomeele pot provoca înflorirea zăpezii.

Diatomeele joacă un rol important în economia naturii. Ele servesc ca aprovizionare constantă cu hrană și veriga inițială în lanțurile trofice pentru multe organisme acvatice. Mulți pești se hrănesc cu ei, în special cu puii.

Cojile de diatomee, așezându-se pe fund de-a lungul a milioane de ani, formează o rocă geologică sedimentară - diatomita. Este utilizat pe scară largă ca material de construcție cu proprietăți ridicate de izolare termică și fonică, ca filtre în industria alimentară, chimică și medicală.

Departamentul de alge galben-verzi (Xanthophyta)

Acest grup de alge are aproximativ 550 de specii. Aceștia sunt în principal locuitori ai apelor dulci, mai puțin frecvente în mări și pe solul umed. Printre acestea se numără forme unicelulare și pluricelulare, flagelate, cocoide, filamentoase și lamelare, precum și organisme sifonale. Aceste alge se caracterizează printr-o culoare galben-verde, care dă numele întregului grup. Cloroplastele au formă de disc. Pigmenții caracteristici sunt clorofilele a și c, carotenoizii a și b, xantofilele. Substanțe de rezervă - glucan, . Reproducerea sexuală este oogamă și izogamă. Înmulțit vegetativ prin diviziune; Reproducerea asexuată este realizată de celule mobile sau imobile specializate - zoo- și aplanospori.

Departamentul Alge brune (Phaeophyta)

Algele brune sunt organisme multicelulare foarte organizate care trăiesc în mări. Există aproximativ 1500 de specii din aproximativ 250 de genuri. Cele mai mari dintre algele brune ajung la câteva zeci de metri (până la 60 m) în lungime. Cu toate acestea, în acest grup există și specii de dimensiuni microscopice. Forma talilor poate fi foarte diversă.

O caracteristică comună a tuturor algelor care aparțin acestui grup este culoarea maro-gălbui. Este cauzată de pigmenții caroten și xantofilă (fucoxantina etc.), care maschează culoarea verde a clorofilelor a și c. Peretele celular este celuloză cu un strat exterior de pectină, capabil de mucilagii puternici.

Algele brune au toate formele de reproducere: vegetativă, asexuată și sexuală. Înmulțirea vegetativă are loc prin părți separate ale talului. Reproducerea asexuată se realizează folosind zoospori (motili datorită flagelilor spori). Procesul sexual la algele brune este reprezentat de izogamie (mai puțin frecvent, anizogamie și oogamie).

La multe alge brune, gametofitul și sporofitul diferă ca formă, dimensiune și structură. La algele brune, există o alternanță de generații, sau o schimbare a fazelor nucleare în ciclul de dezvoltare. Algele brune se găsesc în toate mările globului. Numeroase animale de coastă găsesc adăpost, locuri de reproducere și hrănire în desișurile de alge brune din apropierea țărmurilor. Algele brune sunt utilizate pe scară largă de oameni. Din acestea se obțin alginații (săruri ale acidului alginic), care sunt utilizați ca stabilizatori pentru soluții și suspensii în industria alimentară. Sunt folosite la fabricarea materialelor plastice, lubrifianți etc. Unele alge brune (alge, alaria etc.) sunt folosite în alimentație.

Divizia Euglenophyta

Există aproximativ 900 de specii în acest grup din aproximativ 40 de genuri. Acestea sunt organisme flagelate unicelulare, în principal locuitori ai apelor dulci. Cloroplastele conțin clorofilele a și b și grup mare pigmenți auxiliari din grupa carotenoizilor. Aceste alge sunt supuse fotosintezei la lumină, iar în întuneric trec la alimentația heterotrofă.

Reproducerea acestor alge are loc numai prin diviziunea celulară mitotică. Mitoza lor diferă de acest proces în alte grupuri de organisme.

Diviziune Alge verzi (Chlorophyta)

Algele verzi sunt cel mai mare departament al algelor, numărând, conform diverselor estimări, de la 13 la 20 de mii de specii din aproximativ 400 de genuri. Aceste alge se caracterizează printr-o culoare pur verde, ca și plantele superioare, deoarece printre pigmenți predomină clorofila. Cloroplastele (cromatoforele) conțin două modificări ale clorofilei a și b, ca la plantele superioare, precum și alți pigmenți - caroteni și xantofile.

Pereții celulari duri ai algelor verzi sunt formați din substanțe celulozice și pectinice. Substanțe de rezervă - amidon, mai rar ulei. Multe caracteristici ale structurii și vieții algelor verzi indică relația lor cu plantele superioare. Algele verzi se disting prin cea mai mare diversitate în comparație cu alte departamente. Pot fi unicelulare, coloniale, multicelulare. Acest grup reprezintă întreaga varietate de diferențiere morfologică a organismului cunoscută pentru alge - monadice, cocoide, palmelloide, filamentoase, lamelare, necelulare (sifonale). Gama dimensiunilor lor este mare - de la celule unice microscopice la forme multicelulare mari de zeci de centimetri lungime. Reproducerea este vegetativă, asexuată și sexuală. Sunt întâlnite toate tipurile principale de schimbări în formele de dezvoltare.

Algele verzi trăiesc mai des în corpurile de apă dulce, dar există multe forme salmastre și marine, precum și specii terestre și de sol non-acvatice.

Clasa Volvox include cei mai primitivi reprezentanți ai algelor verzi. De obicei, acestea sunt organisme unicelulare cu flageli, uneori unite în colonii. Sunt mobili pe tot parcursul vieții. Distribuit în corpuri de apă dulce de mică adâncime, mlaștini și sol. Printre organismele unicelulare, speciile din genul Chlamydomonas sunt larg reprezentate. Celulele sferice sau elipsoidale ale Chlamydomonas sunt acoperite cu o membrană formată din substanțe hemiceluloză și pectină. La capătul anterior al celulei există doi flageli. Întregul interior al celulei este ocupat de un cloroplast în formă de cupă. Nucleul este situat în citoplasma care umple cloroplastul în formă de cupă. La baza flagelului sunt două vacuole pulsatorii.

Reproducerea asexuată are loc cu ajutorul zoosporilor biflagelați. În timpul reproducerii sexuale, gameți biflagelați se formează în celulele Chlamydomonas (după meioză).

Speciile Chlamydomonas sunt caracterizate prin izo-, hetero- și oogamie. Când apar condiții nefavorabile (uscarea rezervorului), celulele chlamydomonas își pierd flagelul, se acoperă cu o teacă mucoasă și se înmulțesc prin diviziune. Când apar condiții favorabile, aceștia formează flageli și trec la un stil de viață mobil.

Alături de metoda autotrofă de nutriție (fotosinteză), celulele chlamydomonas sunt capabile să absoarbă prin membrană substanțele organice dizolvate în apă, ceea ce contribuie la procesele de autopurificare a apelor poluate.

Celulele formelor coloniale (Pandorina, Volvox) sunt construite ca Chlamydomonas.

În clasa Protococică, forma principală a corpului vegetativ este celulele imobile cu o membrană densă și colonii de astfel de celule. Exemple de protococi unicelulari sunt Chlorococcus și Chlorella. Reproducerea asexuată a Chlorococcus se realizează cu ajutorul zoosporilor mobili biflagelați, iar procesul sexual este fuziunea izogameților biflagelați mobili (izogamie). Chlorella nu are stadii mobile în timpul reproducerii asexuate și nu există proces sexual.

Clasa Ulothrix unește formele filamentoase și lamelare care trăiesc în apele dulci și marine. Ulotrix este un fir de până la 10 cm lungime, atașat de obiecte subacvatice. Celulele filamentului sunt identice, scurt-cilindrice cu cloroplaste de perete lamelar (cromatofori). Reproducerea asexuată este efectuată de zoospori (celule mobile cu patru flageli).

Procesul sexual este izogam. Gameții sunt mobili datorită prezenței a doi flageli în fiecare gamet.

Clasa Conjugate (coezive) combină forme unicelulare și filamentoase cu un tip unic de proces sexual - conjugarea. Cloroplastele (cromatoforele) din celulele acestor alge sunt de tip placă și foarte diverse ca formă. În iazuri și rezervoare cu curgere lentă, cea mai mare parte a noroiului verde este formată din forme filamentoase (spirogyra, zygnema etc.).

Când două filamente adiacente sunt conjugate din celule opuse, procesele cresc care formează un canal. Conținutul celor două celule fuzionează și se formează un zigot, acoperit cu o membrană groasă. După o perioadă de repaus, zigotul germinează, dând naștere la noi organisme filamentoase.

Clasa Siphon include alge cu o structură necelulară a talului (talului) cu dimensiunea sa destul de mare și diviziunea complexă. Alga sifon de mare caulerpa seamănă la exterior cu o plantă cu frunze: dimensiunea sa este de aproximativ 0,5 m, este atașată de sol prin rizoizi, talii ei răspândiți de-a lungul solului, iar formațiunile verticale asemănătoare frunzelor conțin cloroplaste. Se reproduce cu ușurință vegetativ prin părți ale talului. Nu există pereți celulari în corpul algelor, are protoplasmă solidă cu numeroși nuclei, iar cloroplastele sunt situate în apropierea pereților.

Diviziunea charophyta (Charophyta)

Acestea sunt cele mai complexe alge: corpul lor este diferențiat în noduri și internoduri, în noduri există spirale de ramuri scurte asemănătoare cu frunzele. Dimensiunea plantelor este de la 20-30 cm la 1-2 m. Formează desișuri continue în corpuri de apă proaspătă sau ușor sărată, atașându-se la sol cu ​​rizoizi. În exterior seamănă cu plantele superioare. Cu toate acestea, aceste alge nu au o diviziune reală în rădăcini, tulpini și frunze. Există aproximativ 300 de specii de alge Characeae, aparținând a 7 genuri. Ele sunt similare cu algele verzi în compoziția pigmenților, structura celulară și caracteristicile de reproducere. Există asemănări cu plantele superioare în ceea ce privește reproducerea (oogamie), etc. Asemănările notate indică prezența unui strămoș comun în characeae și plantele superioare.

Înmulțirea vegetativă a characeae se realizează prin structuri speciale, așa-numiții noduli, formați pe rizoizi și pe părțile inferioare ale tulpinilor. Fiecare dintre noduli germinează cu ușurință, formând un protonem și apoi o plantă întreagă.

După prima cunoaștere cu acesta, este foarte dificil să acoperiți mental întregul departament al algelor și să acordați fiecărui departament locul său corect în sistem. Sistemul de alge nu a fost dezvoltat în știință curând și numai după multe încercări nereușite. În prezent, impunem oricărui sistem cerința de bază ca acesta să fie filogenetic. La început s-a crezut că un astfel de sistem ar putea fi foarte simplu; l-au imaginat sub forma unui singur arbore genealogic, chiar și cu multe ramuri laterale. Acum nu o construim altfel decât sub forma multor linii genealogice care se dezvoltă în paralel. Problema se complică și mai mult de faptul că, alături de modificări progresive, se observă și cele regresive, punând o sarcină dificil de rezolvat - în absența unuia sau altui semn sau organ, decideți că nu a apărut încă sau a dispărut deja. ?

Sistemul dat lui Ville în ediția a 236-a a lucrării principale despre taxonomia descriptivă a plantelor, publicată sub redacția lui A. Engler, a fost considerat mult timp cel mai perfect. Grupul principal aici este considerat a fi organisme flagelate sau Flagellatata.

Această schemă acoperă numai grupul principal de alge verzi. În rest, vom lua schema lui Rosen, schimbând doar denumirile grupurilor, în conformitate cu cele adoptate mai sus când le descriem.


Baza pentru distingerea algelor în taxoni principali (regate, diviziuni, clase etc.) este urmatoarele semne: tip de pigmenți fotosintetici, și deci colorarea celulară; prezența flagelilor, structura lor, numărul și metoda de atașare la celulă; compozitia chimica perete celular și membrane suplimentare; compoziția chimică a substanțelor de rezervă; numărul de celule din talus și modul în care acestea interacționează.

Până la începutul secolului al XX-lea, următoarele clase de alge au fost distinse conform lui Pascher:

– alge albastre-verzi – Cynophceae;

– alge roșii – Rhodophyceae;

– alge verzi – Chlorophyceae;

– alge aurii – Chrysophyceae;

– galben-verde, sau heteroflagelate, alge – Xanthophyceae, sau Heterocontae;

– diatomee – Bacillariophyceae, sau Diatomeae;

– alge dinoficee – Dinophyceae;

– alge criptoficee – Cryptophyceae;

– alge euglenoficee – Euglenophyceae.

Fiecare clasă este caracterizată de un set specific de pigmenți, un produs de rezervă depus în celulă în timpul fotosintezei și, dacă există flageli, atunci structura lor.

Microalgele procariote sunt grupate într-un subregn - cianobionta. Aceasta include toate algele albastre-verzi sau cianurile. Acest structură simplă organisme adaptate să trăiască în apă. Legăturile istorice ale acestor alge cu bacteriile se manifestă în structura celulelor. Dar diferă de bacterii prin prezența clorofilei „a” și foarte rar – „b”. În timpul fotosintezei ei eliberează oxigen.

Divizia Cyanophyta - alge albastre-verzi sau cyanea

Majoritatea cianobacteriilor sunt fototrofe obligatorii, care, totuși, sunt capabile să existe pe termen scurt datorită descompunerii glicogenului acumulat în lumină în ciclul oxidativ al pentozei fosfat și în procesul de glicoliză.

Cianobacteriile, conform versiunii general acceptate, au fost „creatorii” atmosferei moderne care conține oxigen de pe Pământ, ceea ce a dus la „catastrofa oxigenului” - schimbare globală compoziția atmosferei Pământului, care a avut loc chiar la începutul Proterozoicului (acum aproximativ 2,4 miliarde de ani) care a dus la restructurarea ulterioară a biosferei și glaciația huroniană globală. În zilele noastre, ca o componentă semnificativă a planctonului oceanic, cianobacteriile se află la începutul majorității lanțurilor trofice și produc o parte semnificativă de oxigen (aportul nu este determinat cu precizie: estimările cel mai probabil variază între 20% și 40%). Cyanobacterium Synechocystis a devenit primul organism fotosintetic al cărui genom a fost complet secvențial. Este luată în considerare posibila utilizare a cianobacteriilor în crearea de cicluri închise de susținere a vieții, precum și ca hrană în masă sau aditiv alimentar. Clasificare:

– Comanda Chroococcales - Chroococcales:

Clasa Gloeobacterii;

– Ordinul Nostocales - Nostokovae;

– Ordinul Oscillatoriales - Oscillatoriaceae;

– Ordinul Pleurocapsales - Pleurocapsaceae;

– Ordinul Prochlorales - Prochlorophytes;

– Ordinul Stigoneomatales - Stigoneomaceae.

Microalgele eucariote sunt plante unice sau multicelulare, colorate variabil, în principal plante fotoautotrofe, care trăiesc în mare parte în apă. Plastidele acestor alge conțin clorofilă și cel mai adesea clorofile suplimentare „b”, „c”, carotenoide, xantofile și rar ficobiline. Apa servește ca donor de electroni pentru fotosinteză. Anterior, algele erau clasificate ca parte a Regatului Plantelor, unde formau un grup separat. Cu toate acestea, odată cu dezvoltarea metodelor genetice moleculare de sistematică, a devenit clar că acest grup este foarte eterogen din punct de vedere filogenetic. În prezent, algele sunt clasificate în două regate de eucariote: Chromista și Protista.

Alge aparținând Regatului Chromista

Cromiștii fotosintetici conțin de obicei în cloroplastele lor carotenoidul fucoxantina, care nu este caracteristic plantelor, și uneori alți pigmenți specifici, precum și clorofila c. O altă caracteristică a celulelor de crom este prezența a doi flageli eucariote, dintre care unul este de obicei penos - are ramuri tubulare ale filamentului principal. Cloroplastul și nucleul sunt adesea înconjurate membrana comuna, în timp ce cloroplastul conține granule sensibile la lumină (stigmat), care percep modificări ale intensității luminii și determină fototaxia. Substanțele de rezervă ale cromului nu sunt amidonul, ca la plante, ci substanța asemănătoare grăsimii leucosină, polizaharida de varec sau alte polizaharide specifice.

– Subregatul algelor (Phycobionta):

Diviziunea Bacillariophyta – diatomee:

Fiind cea mai importantă componentă a planctonului marin, diatomeele creează până la un sfert din toate materie organică planete.

Doar cocoizi, forma este variată. În mare parte solitar, mai rar colonial. Majoritatea reprezentanților acestei diviziuni sunt unicelulare, dar se găsesc și forme cenocitare și filamentoase. Diatomeele joacă un rol foarte important în relațiile trofice ale organismelor acvatice, fiind componenta principală a fitoplanctonului, precum și a sedimentelor de fund. Fiind organisme fotosintetice, ele servesc ca principală sursă de hrană pentru animalele de apă dulce și marine. Se crede că acestea reprezintă până la un sfert din toată fotosinteza care are loc pe planeta noastră.

Cloroplastele de diatomee conțin clorofilele a și c, precum și fucoxantina. Reproducerea este în principal asexuată - prin diviziune celulară. Leucosinul servește ca substanță de rezervă.

La diatomee, stadiul flagelar este reprezentat doar de gameți masculini (la unele specii). Prin urmare, formele mobile se deplasează datorită fluxului direcționat al citoplasmei în regiunea cusăturii cochiliei, în care citoplasma și membrana se învecinează cu mediul. Aceste organisme au învelișuri unice de bivalve făcute din silice (SiO 2 ∙nH 2 O) și formând două jumătăți care se potrivesc una în cealaltă. Ușile cochilie au ornamente fine și arată foarte frumos. Sunt cunoscute peste 10 mii de specii de diatomee, care se disting prin diversitatea lor uimitoare și filigranul rafinat.

Când celulele mor, scheletele de siliciu nu sunt distruse, ele se acumulează pe zeci de milioane de ani la fundul corpurilor de apă. Aceste depozite sunt numite „pământ de diatomee” și sunt folosite ca abraziv pentru lustruire și, de asemenea, pentru filtrare.

Divizia Chrysophyta – alge aurii:

Acestea includ în principal alge microscopice de diferite nuanțe de galben.

Majoritatea algelor aurii sunt organisme unicelulare, mai rar coloniale și chiar mai rar organisme multicelulare.

Practic, algele aurii sunt mixotrofe, adică având plastide, sunt capabile să absoarbă compuși organici dizolvați și/sau particule alimentare. Pentru unii, tipul de nutriție (autotrof, mixotrof sau heterotrof) depinde de condiții mediu sau stare celulară.

Înmulțirea vegetativă are loc prin diviziunea longitudinală a celulei în jumătate sau prin fragmente din colonia de talus. Reproducerea asexuată se realizează folosind zoospori mono- sau biflagelați sau, mai rar, aplanospori și amoeboizi. Reproducerea sexuală este cel mai bine descrisă la reprezentanții cu case datorită formării bine observate a zigoților. Celulele se atașează unele de altele în zona deschiderii casei, iar protoplastele lor fuzionează, formând un zigot.

Există mai mult de o mie de specii descrise de alge aurii, dintre care majoritatea sunt reprezentate de forme unicelulare care sunt mobile din cauza flagelilor, dar există și specii filamentoase și coloniale. Unii reprezentanți au o structură celulară ameboidă și diferă de amibe numai prin prezența cloroplastelor.

Multe crizofite nu au un perete celular, dar au solzi de silice sau elemente scheletice. Substanța de rezervă este crisolamina. Pigmenții fotosintetici sunt reprezentați de clorofilele a și c, precum și de caroteni și xantofile, care conferă celulelor o nuanță maro-aurie.

Algele aurii, de regulă, trăiesc în plancton, dar se găsesc și forme de jos, atașate. Ele fac parte din Neuston. Cele mai multe alge aurii se găsesc în principal în bazinele de apă dulce ale climatelor temperate, atingând cea mai mare diversitate de specii în apele acide ale mlaștinilor cu sfagne, ceea ce este asociat cu formarea de fosfataze mai degrabă acide decât alcaline. Sunt neobișnuit de solicitanți cu privire la conținutul de fier din apă, care este utilizat pentru sinteza citocromilor. Un număr mai mic de specii trăiesc în mări, iar câteva se găsesc în sol. Algele aurii ating dezvoltarea maximă în sezonul rece: domină planctonul la începutul primăverii, toamna târziu și iarna. În acest moment, ei joacă un rol semnificativ ca producători de producție primară și servesc drept hrană pentru zooplancton. Unele alge aurii (Uroglena, Dinobryon, Mallomonas, Synura; Prymnesium parvum), care se dezvoltă în cantități mari, pot provoca înflorirea apei.

Chisturile de alge aurii, găsite în sedimentele din fundul rezervoarelor, sunt folosite ca indicatori de mediu pentru a studia condițiile de mediu din trecut și prezent. Algele aurii îmbunătățesc regimul gazos al rezervoarelor și sunt importante în formarea nămolurilor și a sapropelelor.

Divizia Cryptophyta - alge criptofite:

Cryptophytes - mici, dar foarte ecologic și evolutiv grup important organisme care trăiesc în apele marine și continentale. Aproape toate sunt flagelate unicelulare, mobili, unii reprezentanți sunt capabili să formeze un stadiu palmeloid. Un singur gen, Bjornbergiella (izolat din solurile insulelor Hawaii) este capabil să formeze tali filamentoși simpli (poziția acestui gen nu este pe deplin înțeleasă, iar într-o serie de sisteme nu este clasificată ca criptofit). a formelor coloniale este de asemenea contestată.

Printre criptomonade se numără autotrofe, heterotrofe (saprotrofe și fagotrofe) și mixotrofe. Majoritatea necesită vitamina B12 și tiamină, unele necesită biotină. Cryptomonadele pot folosi amoniu și surse organice de azot, dar reprezentanții marini sunt mai puțin capabili să transforme nitrații în nitriți în comparație cu alte alge. Substanțele organice stimulează creșterea criptomonadelor.

Principala metodă de reproducere a criptomonadelor este vegetativă, datorită diviziunii celulare în jumătate folosind o brazdă de clivaj. În acest caz, invaginarea plasmalemei are loc începând de la capătul posterior al celulei. Cel mai adesea, o celulă care se divide rămâne mobilă. Rata maximă de creștere pentru multe criptomonade este o diviziune pe zi la o temperatură de aproximativ 20 °C. Deficiența de azot și excesul de lumină stimulează formarea stadiilor latente. Chisturile de repaus sunt înconjurate de o matrice extracelulară groasă.

Criptofitele sunt reprezentanți tipici ai planctonului, ocazional, se găsesc în nămolul lacurilor sărate și printre detritusurile din corpurile de apă dulce. Ocupă o poziție proeminentă în apele oligotrofe, temperate și de latitudine mare, dulci și marine.

Reprezentanții de apă dulce preferă rezervoarele artificiale și naturale cu apă stătătoare - rezervoare de decantare, diferite iazuri (biologice, tehnice, piscicole) și sunt mai puțin frecvente în rezervoare și lacuri. Formează populații mari în lacuri la adâncimi de 15-23 m, la joncțiunea straturilor de apă bogate și sărace în oxigen, unde nivelul de lumină este mult mai scăzut decât la suprafață. Reprezentanții incolori sunt obișnuiți în apele poluate cu materie organică; apa reziduala, prin urmare pot servi ca indicator al poluării apei cu substanțe organice.

Printre criptofite, există sfagnofile tipice care trăiesc în mlaștini cu valori scăzute ale pH-ului, în timp ce un număr de specii se pot dezvolta într-un interval larg de pH.

Divizia Haptophyta - alge haptofite:

Haptofitele sunt un grup de protozoare autotrofe, osmotrofe sau fagotrofe care locuiesc în ecosistemele marine. Haptofitele sunt de obicei unicelulare, dar se găsesc și forme coloniale. În ciuda dimensiunilor lor mici, aceste organisme joacă un rol foarte mare și important în ciclurile geochimice ale carbonului și sulfului.

Multe haptofite, pe lângă fototrofie, sunt capabile de absorbție osmotrofică și fagotrofică. nutrienti Astfel, mixotrofia este un fenomen comun pentru ei.

Majoritatea prymnezofiților trăiesc în mări, preferând zonele deschise, doar câteva se găsesc în apele proaspete și salmastre. Prymnezofitele ating cea mai mare biodiversitate în apele care conțin cantitate minima nutrienți, ape subtropicale oceanice deschise, unde se găsesc chiar și la o adâncime de peste 200 m.

Unii prymnezofiți joacă un rol negativ în natură. Astfel, participă speciile care formează cocoliți încălzire globală climat ca elemente cheieîn bilanţul global de dioxid de carbon. Ele pot provoca o „înflorire” a apei, care, datorită capacității cocoliților de a reflecta lumina, se numește „albă”.

Departamentul Xanthophyta – alge galben-verzui:

Alge ale căror cloroplaste sunt galben-verzui sau galbene.

Printre xantofite există forme flagelate unicelulare, precum și forme coloniale, filamentoase și cenocitare. Acestea din urmă sunt reprezentate de genul larg răspândit Vaucheria („apăsată”). Aceste alge cenocite, filamentoase, slab ramificate se găsesc adesea pe noroiul de coastă inundat periodic.

Majoritatea galben-verzui au cunoscut reproducere vegetativă și asexuată.

Algele galben-verzui sunt incluse în diferite grupe ecologice - plancton, mai rar periphyton și bentos. Marea majoritate a acestora sunt forme de viață liberă.

Alge aparținând Regatului Protista

Protestele fotosintetice, împreună cu protistele heterotrofe, fac parte din tipuri mixte - Dinoflagellata (dinoflagelate) și Euglenida (euglena), și sunt reprezentate și de grupuri mari de alge verzi și roșii. Dinoflagelate. Algele aparținând filum-ului Dinoflagellata sunt altfel numite alge de foc (Pyrrhophyta) pentru capacitatea lor de bioluminiscență - fenomenul de luminiscență sau emisia de lumină vizibilă.

Majoritatea algelor de foc sunt forme unicelulare cu doi flageli, adesea în forme complicate și foarte variabile, cu plăci dense de celuloză care formează un perete celular asemănător coifului sau armurii. Unele sunt destul de mari, ajungând la 2 mm în diametru. Datorită prezenței sub membrana plasmatică cantitate mare celule stratificate (alveole), aceste alge aparțin unui grup special de protisti - alveolate.

Dinoflagelatele fotosintetice conțin de obicei clorofilele a și c, precum și carotenoide, iar celulele lor sunt colorate auriu sau maro. Substanța de rezervă este amidonul. Aceste alge intră adesea în relații simbiotice cu organisme marine (bureți, meduze, anemone de mare, corali, calmari etc.). În acest caz, își pierd plăcile de celuloză și apar ca celule sferice aurii numite zooxantele. În astfel de sisteme simbiotice, animalul oferă dinoflagelatelor dioxidul de carbon de care au nevoie pentru fotosinteză și oferă protecție, în timp ce algele furnizează animalului oxigen și materie organică.

Principala metodă de reproducere asexuată a dinoflagelatelor este diviziunea longitudinală, formarea zoosporilor este mai puțin frecventă. Unele specii sunt capabile de reproducere sexuală în timpul izogamiei, uneori anizogamie.

Sunt cunoscute aproximativ 2000 de specii de dinoflagelate vii, cel mai adesea trăind în marin, mai rar în corpurile de apă dulce. Reprezentanții fotosintetici ai acestui tip sunt componente extrem de productive ale planctonului marin, capabile, totuși, să provoace focare masive de boli și moartea peștilor, crustaceelor ​​și altor animale. Se explică prin dezvoltarea neobișnuit de rapidă a anumitor alge de foc, capabile să producă otrăvuri care se numără printre toxinele nervoase puternice. Drept urmare, pescuitul marin se produce daune enorme și, în plus, oamenii care mănâncă pește sau crustacee care au mâncat alge otrăvitoare sunt otrăviți.

Divizia Chlorophyta - alge verzi:

Cel mai extins departament de alge în acest moment. Potrivit estimărilor aproximative, aceasta include aproximativ 500 de genuri și de la 13.000 la 20.000 de specii. Toate se disting în primul rând prin culoarea verde pură a talilor lor, asemănătoare cu culoarea plantelor superioare și cauzată de predominanța clorofilei asupra altor pigmenți. Gama dimensiunilor lor este, de asemenea, extrem de mare - de la câțiva microni la câțiva metri.

Pigmenții predominanți ai cloroplastelor (ca și la plante) sunt clorofilele a și b, motiv pentru care talii sunt colorați în verde. Carotenoidele din cloroplastele multor alge verzi unicelulare formează o acumulare sub forma unui „ochi” (stigmat). Multe specii conțin în celulele lor vacuole contractile care sunt implicate în osmoreglarea. Formele unicelulare sunt de obicei mobile din cauza a doi flageli identici, iar flagelii nu sunt acoperiți cu ramuri tubulare, ca la Chromists.

Principalul material de rezervă al algelor verzi este amidonul, iar pereții celulari ai majorității speciilor sunt alcătuiți din celuloză. Aceste caracteristici, împreună cu compoziția chimică a pigmenților fotosintetici și unele caracteristici structurale ale elementelor celulare individuale, fac algele verzi foarte asemănătoare cu plantele. În plus, ca și plantele, algele verzi experimentează o schimbare în generații ciclu de viață. Această asemănare ne permite să considerăm algele verzi drept strămoșii direcți ai plantelor terestre. Un studiu al ARNr-urilor mici a arătat că reprezentanții individuali ai acestui grup, în special algele carofite, sunt chiar mai apropiați ca grad de relație filogenetică cu plantele decât cu alte alge.

Reproducerea algelor verzi poate fi vegetativă, asexuată și sexuală.

Algele verzi sunt răspândite în întreaga lume. Cele mai multe dintre ele se găsesc în corpurile de apă dulce (reprezentanți ai charophytes și clorophyceae), dar există multe forme salmastre și marine (cei mai mulți reprezentanți ai clasei ulvophyceae). Printre acestea se numără forme planctonice, perifitone și bentonice. Există alge verzi care s-au adaptat vieții în sol și în habitatele terestre. Ele pot fi găsite pe scoarța copacilor, stâncilor, diferitelor clădiri, la suprafața solului și în aer. Dezvoltarea masivă a algelor verzi microscopice provoacă „înflorirea” apei, solului, zăpezii, scoarței de copac etc.

Divizia Euglenophyta - euglenophytes:

La euglenaceae, forma corpului variază de la fuziformă, ovală la frunză plată și în formă de ac. Capătul anterior al corpului este mai mult sau mai puțin rotunjit, capătul posterior poate fi alungit și se poate termina cu un proces ascuțit. Celulele pot fi răsucite spiralat. Lungimea celulei de la 5 la 500 de microni sau mai mult.

Euglenidele au 1, 2, 3, 4 și 7 flageli vizibili, cu excepția unui grup mic de forme fără flageli, precum și a organismelor atașate. Flagelii se extind dintr-o invaginare în formă de balon la capătul anterior al celulei - faringe (fiole).

Sistemul sensibil la lumină al euglenoidelor este format din două structuri. Prima componentă este corpul paraflagelar (umflarea parabazală), care este o umflătură la baza unui flagel vizibil și conține flavine albastre sensibile la lumină. A doua componentă a sistemului este ocelul (stigma), situat în citoplasmă în apropierea rezervorului opus corpului paraflagelar.

Algele Euglena se caracterizează prin nutriție autotrofă și heterotrofă (saprotrofă). În acest din urmă caz, nutrienții pătrund în celulă sub formă dizolvată, fiind absorbiți de întreaga ei suprafață (tip osmotrofic). Unele specii se caracterizează și printr-un mod de nutriție fagotrofic. Sunt cunoscuți reprezentanți auxotrofici ai euglenei, dependenți de vitaminele B12 și B.

Dacă euglena sunt cultivate pentru o lungă perioadă de timp într-un mediu nutritiv adecvat în întuneric, pot pierde cloroplastele și pot demonstra un tip de nutriție heterotrof pe termen nelimitat, nediferențiat în acest caz de protozoare. Astfel, euglena poate fi considerată protozoare cu moștenire instabilă de cloroplast.

Algele Euglena trăiesc în principal în apele dulci, preferând corpurile de apă cu curgeri lente și un conținut bogat de materie organică. Ele pot fi găsite în zonele de coastă ale lacurilor și râurilor, în corpuri mici de apă, inclusiv în bălți, în câmpurile de orez și pe solul umed. În soluri, reprezentanții incolori se găsesc la o adâncime de 8-25 cm. Euglenoidele colorate pot provoca înflorirea apei, formând o peliculă verde sau roșie pe suprafața acesteia.

În mare măsură, algele euglene răspund la gradul de mineralizare a apei: cu cât acesta este mai mare, cu atât mai slabă compoziția lor calitativă și cantitativă. Unele pot rezista la apa cu salinitate ridicată.

Printre euglenofite se numără fotoautotrofe, heterotrofe (fagotrofe și saprotrofe) și mixotrofe. Doar o treime dintre genuri sunt capabile de fotosinteză, iar restul sunt fagotrofe și osmotrofe. Chiar și euglenaceae fotosintetice sunt capabile de creștere heterotrofică. Cele mai multe forme heterotrofe sunt saprotrofe, absorbind nutrienții dizolvați în apă.

Divizia Dinophyta - alge dinofite:

Majoritatea reprezentanților sunt flagelate bilateral simetrice sau asimetrice, cu o înveliș intracelular dezvoltat.

Se reproduc prin metode vegetative, asexuate și sexuale.

– Sub-regatul Bagryaniki (Rhodobionta):

Divizia Rhodophyta - alge roșii:

De obicei, acestea sunt plante destul de mari, dar se găsesc și microscopice. Printre algele roșii există forme unicelulare (extrem de rare), filamentoase și pseudoparenchimatoase, dar nu există forme cu adevărat parenchimoase. Resturile fosile indică faptul că acesta este un grup foarte vechi de plante. De obicei, acestea sunt plante destul de mari, dar se găsesc și unele microscopice.

Algele roșii au un ciclu complex de dezvoltare care nu se găsește la alte alge.

Departamentul de alge roșii (Rhodophyta) include specii ale căror celule conțin o clasă specială de pigmenți fotosintetici - ficobiline (ficocianina și ficoeritrina), care le dau o culoare roșie (de aceea sunt numite alge violete). Acești pigmenți accesorii maschează culoarea pigmentului fotosintetic principal, clorofila a. Substanța de rezervă predominantă a ciupercilor stacojii este o polizaharidă asemănătoare amidonului. Pereții celulari ai acestor alge conțin celuloză sau alte polizaharide scufundate într-o matrice mucoasă, care la rândul ei este reprezentată de agar sau caragenan. Aceste componente fac algele roșii flexibile și alunecoase la atingere. Unele molii violet depun carbonat de calciu în celulele lor, ceea ce le conferă rigiditate. Astfel de forme joacă un rol important în formarea recifelor de corali.

Algele roșii nu au flageli, majoritatea duc un stil de viață sedentar, atașate de pietre sau alte alge.

În Marea Barents, algele roșii sunt reprezentanți tipici ai vegetației bentonice de coastă.

Unele tipuri de alge roșii sunt consumate. Agentul de gelifiere agar-agar se obține și din alge roșii.



LECȚIA Nr. 1

TEMA: Introducere în taxonomie. Regatul bacteriilor.

Regatul Algelor.

ŢINTĂ: Familiarizați-vă cu elementele de bază ale taxonomiei și clasificării floră, studiază caracteristicile structurii morfologice a bacteriilor, precum și poziția sistematică, caracteristicile structurale și reproducerea principalilor reprezentanți ai departamentelor verde, roșu, diatomee și alge brune, reprezentanți medicinali.

MUNCĂ INDEPENDENTĂ.

ÎNTREBĂRI PENTRU AUTO PREGĂTIRE:

1. Sistematica ca știință biologică. Tipuri de sisteme. Taxa.

2. Organisme celulare Imperiului (Cellulata). Organisme prenucleare (Procariota). Principalele caractere sistematice

3. Subregnul Oxifotobacteriile. Departamentul de Cianobacterii. Caracteristici structurale, semnificație în natură și viața umană.

4. Regatul Protoctista, personaje sistematice principale, reprezentanți.

5. Protoctisti - alge (Alge). Caracteristici generale alge marine

6. Sistematica algelor. Înțelesul în natură și viața umană.

7. Departamentul de violet (Rhodophyta), caracteristici structurale, reproducere.

8. Departamentul Alge verzi (Chlorophyta), caracteristici structurale, reproducere.

9. Departamentul Alge brune (Phaeophyta), caracteristici structurale, reproducere.

LITERATURĂ: 1. Yakovlev G.P. și alții. - Sankt Petersburg: Editura SPFKhA, 2001. - p. 232 – 284.

Sarcina 1. Notează și învață numele latine ale reprezentanților departamentului studiat.

alge brune - ________________________________________________________________

Alge cu zahăr - ________________________________________________________________

kelp japonez - _________________________________________________________________

Alge verzi - ______________________________________________________________

Chlamydomonas - ________________________________________________________________________________

Chlorella - ________________________________________________________________________________

Ulotrix - ________________________________________________________________________________

Spirogyra - ________________________________________________________________________________

Alge albastre-verzi - ________________________________________________________

Nostok - ________________________________________________________________________________

Anabena - ________________________________________________________________________________

Oscilatoriu - ________________________________________________________________________________

Spirulina - ________________________________________________________________________________


Sarcina 2. Selectați completările necesare pentru a caracteriza departamentul de cianobacterii.

1. Cianobacteriile sau algele albastre-verzi includ:

A - la superregnul procariotelor; B - la superregnul eucariotelor; B - la regnul plantelor, G - la regnul puștilor, D - la regnul oxifotobacteriilor; E - alge reale pentru sub-regn.

2. Reprezentanții cianobacteriilor sunt:

A - organisme unicelulare care locuiesc exclusiv în corpuri de apă dulce; B - forme coloniale unicelulare, multicelulare care trăiesc în corpurile de apă dulce, mai rar în mări,

B - așezarea pe sol, pietre, trunchiuri de copaci, formând licheni; G - organisme autotrofe; D - organisme heterotrofe; E - organisme capabile să fixeze azotul liber.

3. Caracteristicile structurale ale unei celule cianobacteriene includ de obicei:

A - nu există un nucleu format morfologic; B - un nucleu sau multe dintre ele; B - învelișul este dens, gros, include substanțe pictinice, celuloză, mureină și alte polizaharide; G - coajă chitinoasă, pigmenții sunt concentrați în stratul de perete al citoplasmei; E - pigmenții sunt localizați în cromofori; F - pigmenti specifici - carotenoizi; Z - pigmenți specifici - ficociani și ficoeritrina.

Sarcina 3. Descrieți departamentul Clorophyta selectând completările necesare:

1. Celulele algelor verzi sunt asemănătoare cu celulele plantelor superioare și anume:

A - membrana celulara celulozo-pectinica; B - clorofilele si carotenoizii sunt concentrate in plastide; B - cloroplaste de obicei cu pirenoizi; G - produs al fotosintezei - amidon.

2. Talus - ...

A - întotdeauna unicelular; B - întotdeauna pluricelular; B - unicelular sau pluricelular;



G - necelular și colonial.

3. Se reproduc...

A - vegetativ; B - asexuat cu ajutorul zoosporilor, C - asexuat cu ajutorul aplanosporilor; G - sexual.

4. Forme ale procesului sexual:

A – oogamie; B – heterogamie; B - izogamie; G - conjugare.

5. Reprezentanții departamentului:

A - nostok; B – chlorella; B - ulotrix; G - spirogyra; D – fucus; E – chlamydomonas;

F – Volvox.

Sarcina 4. Indicați numele algelor reprezentate (A, B, C, D) ale departamentelor cărora le aparțin și scrieți legendele pentru denumirile digitale.

O B ÎN G
1__________________________________ 2__________________________________ 3__________________________________ 4__________________________________ 5__________________________________ 6__________________________________ 7__________________________________ 8__________________________________ 9__________________________________

Sarcina 5. Descrieți departamentul Phaeophyta alegându-l pe cel de care aveți nevoie:

1. Algele brune sunt...

A - la superregnul procariotelor; B - la superregnul eucariotelor; B - regatul puștilor; G - regnul vegetal; D - alge reale pentru subregn; E - la regatul stacojii.

2. Ei trăiesc...

A - în mări reci, pe substraturi de fund stâncos; B - în mările calde și corpurile de apă dulce, în coloana de apă.

3. Nivelul clădirii...

A – unice și multicelulare, B – numai multicelulare; B - dimensiuni mici, nu mai mult de 1 m;

G - dimensiuni mari, până la 6 m sau mai mult.

4. Talul sporofit...

A - filamentos, multirânduri sau împărțit în „trunchi” și plăci în formă de frunze;

B - filamentos, nedisecat; B - cu țesuturi false; G - cu țesături adevărate.

5. În ciclul de dezvoltare al algelor brune...

A - se observă o schimbare a fazelor nucleare, se exprimă alternanța generațiilor; B - schimbarea fazelor și generațiilor nucleare nu este exprimată.

6. Celulele sunt caracterizate prin...

A - un nucleu, multe vacuole; B - mai multe nuclee, un vacuol; B - cochiliile devin lipicioase; D - cloroplastele au pirenoizi si contin pigmentul ficoeritrina; D - cloroplaste fara pirenoizi, pigment specific - fucoxantina; E - substante de rezerva - laminarina, manitol si ulei gras; F - substanță de rezervă - amidon.

7. Reprezentanții departamentului sunt:

A - chlorella; B - fucus; B - ulotrix; G - varec; D - vosheria; E - spirogyra.

Sarcina 6. Termeni de bază ai subiectului (dați definiția):

Nomenclatură binară - ________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

Sisteme artificiale - ________________________________________________________________

Clasificare - ________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________

Sistematică - ________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________

Taxon - ________________________________________________________________________________

Akinetes - ________________________________________________________________________________

Heterochisturi - ________________________________________________________________________

Genofor - ________________________________________________________________________________

Algologie – ________________________________________________________________________

Bentos – ________________________________________________________________________________

Gametofit – ________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________

Ipoteza – ________________________________________________________________________________

Karpogon – ________________________________________________________________________________

Peliculă – ________________________________________________________________________

Pirenoizi – ________________________________________________________________________________

Rizoizi – ________________________________________________________________________________

Sporofit – ________________________________________________________________________________

Undulipodia – ________________________________________________________________________________

Talus – ________________________________________________________________________________

Fitoplancton – ________________________________________________________________________________

Cromatofori – ________________________________________________________________________________

Epitheca – ________________________________________________________________________________

Sarcina 7. Alegeți o potrivire: tipuri de reproducere a algelor - esența lor

Sarcina 8. Pentru grupurile de plante indicate, selectați semnificația și aplicația corespunzătoare.

Raportul dintre fazele diploide și haploide din ciclul de viață al algelor este diferit. Diviziunea de reducere poate avea loc imediat după fuziunea gameților ( reducerea zigotică .

), rezultând că toate celulele plantei în curs de dezvoltare sunt haploide. De exemplu, în multe alge verzi, zigotul este singurul stadiu diploid din ciclul de dezvoltare, iar întreaga fază vegetativă are loc în stare haploidă. La alte alge, dimpotrivă, faza vegetativă care se dezvoltă din zigot este diploidă, iar diviziunea de reducere are loc numai imediat înainte de formarea gameților ( reducerea gametică

). Acestea sunt, de exemplu, toate diatomeele și unele alge brune (reprezentanți ai ordinului Fucus). În cele din urmă, într-un număr de alge, diviziunea de reducere a nucleului, care are loc după un anumit timp de existență a talului diploid, duce mai degrabă la formarea de spori decât de gameți ( reducerea sporică ). Diferența este că sporii nu fuzionează în perechi - fiecare dintre ei dă naștere unei noi plante, ale cărei celule se dovedesc a fi haploide. Ulterior, pe o astfel de plantă - fără diviziune de reducere - se formează gameți, a căror fuziune duce din nou la formarea unui organism diploid. În acest caz, se vorbește despre alternarea generațiilor: diploide - formând spori– sporofit și haploid - gametofit. Sporofitul și gametofitul pot fi aproape identice în (aspect schimbarea izomorfă a generațiilor, caracteristică unui număr de specii de alge verzi - Ulva, Cladophora, unele ordine de alge maro și cele mai multe roșii) sau diferă puternic ( schimbare heteromorfă a generațiilor,

răspândită printre algele brune, dar întâlnită și în algele verzi și roșii).

Sistematica algelor În mod sistematic, algele sunt o colecție de mai multe grupuri separate de plante, probabil independente ca origine și evoluție. Împărțirea algelor în grupuri coincide în principal cu natura culorii lor, care, la rândul său, este asociată cu un set de pigmenți și se bazează, de asemenea, pe caracteristici generale cladiri. Prin această abordare, se disting 10 grupuri de alge: albastru-verde ( Cyanophita), pirofite ( Pyrrophyta), auriu ( Chrysophyta), diatomee ( Bacillariophyta), galben-verde ( Xanthophyta), maro ( Phaeophyta), roșu ( Rhodophyta), euglenaceae ( Euglenophyta), verde ( Chlorophyta).

În țara noastră, majoritatea taxonomiștilor aderă la punctul de vedere al împărțirii tuturor organismelor în patru regate - bacterii, ciuperci, plante și animale. În acest caz, algele propriu-zise includ toate grupurile de mai sus (diviziuni în regnul vegetal), cu excepția celor albastru-verde. Acestea din urmă, fiind organisme procariote, se încadrează în regnul bacteriilor.

Există și alte clasificări. De exemplu, unii taxonomi străini împart toate organismele vii în cinci regate: Monera (prenuclear), Protista (eucariote unicelulare sau constând din multe celule nediferențiate în țesuturi), Animalia (animale), ciuperci (ciuperci), Plantae (plante). În acest caz, algele albastre-verzi sunt, de asemenea, clasificate drept regat Monera, în timp ce diviziunile rămase de alge cad în regat protista, întrucât, fără țesuturi și organe diferențiate, nu pot fi considerate plante. Există şi un punct de vedere conform căruia grupuri diferite

algele primesc rangul de regate separate.

Alge albastre-verzi (cianobacterii)

După cum sa menționat deja, algele albastre-verzi sunt organisme procariote, adică. nu au nuclei celulari tipici legați de membrană, cromatofori, mitocondrii, elemente ale reticulului endoplasmatic și vacuole cu seva celulară. Prin urmare, ele sunt de obicei clasificate nu ca plante, ci ca parte a regnului bacteriilor. 1 , 2 Asemănarea lor cu algele eucariote este exprimată în particularitățile biochimiei pigmenților și fotosintezei. În același timp, algele roșii au cel mai asemănător set de pigmenți și rezervă nutrienții algelor albastre-verzi. 3 , 4 Ambele grupuri sunt, de asemenea, caracterizate prin absența stadiilor flagelare mobile.

Foraj ( ) și formatoare de tuf ((verde), carotenoide (galben, portocaliu), ficocianina (albastru), ficoeritrina (roșu). Citoplasma lor conține incluziuni de nutrienți de rezervă (glicogen, volutină, boabe de cianoficină), precum și vacuole de gaz, sau pseudovacuole, cavități umplute cu gaz.

În citoplasma periferică există tilacoizi, în membranele cărora sunt „încorporate” molecule de clorofilă și carotenoide. În afara membranei citoplasmatice există un perete celular, care include mureina (un polimer format din amino zaharuri și aminoacizi) - o substanță care este componenta principală a peretelui celular al bacteriilor și nu se găsește în algele și ciupercile eucariote. Multe alge albastre-verzi au, de asemenea, straturi mucoase deasupra pereților lor celulari, cu o singură membrană mucoasă care acoperă adesea mai multe celule. Algele albastre-verzi sunt primele organisme fotosintetice autotrofe care au apărut pe Pământ. În structura lor, cele mai vechi organisme vii cunoscute până acum sunt foarte asemănătoare cu acestea - corpuri microscopice sferice cu un diametru de 5 până la 30 de microni, găsite în Africa de Sud

și având o vârstă de peste 3 miliarde de ani.

Diverse structuri de alge albastre-verzi Cianobacteriile, care s-au dezvoltat în număr mare în mările Precambriene, au schimbat atmosfera pământ străvechi

, îmbogățindu-l cu oxigen liber, și au fost, de asemenea, primii creatori de materie organică, care a devenit hrană pentru bacteriile și animalele heterotrofe.

Alge roșii Phaeophyta Departamentul de alge roșii sau alge violete, (

) include peste 600 de genuri și aproximativ 4000 de specii. Cele mai vechi alge roșii, găsite în sedimentele cambriene, au aproximativ 550 de milioane de ani. Unii taxonomiști disting acest grup într-un subregn separat în regnul plantelor, deoarece plantele stacojii au o serie de trăsături care le deosebesc semnificativ de alte alge eucariote. În cromatoforii lor, pe lângă clorofile o Şi d

iar carotenoizii conțin și o serie de pigmenți solubili în apă - ficobiline: ficoeritrine (roșu), ficocianine și aloficocianina (albastru). Ca urmare, culoarea talului variază de la roșu purpuriu (dacă predomină fico-eritrina) la albastru oțel (cu un exces de ficocianină). 1 Polizaharida de rezervă a algelor roșii este „amidonul violet”, ale cărui boabe sunt depuse în citoplasmă în afara cloroplastelor. 2 În structura sa, această polizaharidă este mai aproape de amilopectină și glicogen decât de amidon.

Sporii și gameții algelor violete nu au flageli, iar ciclul lor de dezvoltare include nu două, ca și alte alge, ci trei etape. După fuziunea gameților, din zigot se dezvoltă un organism diploid (într-una sau alta, uneori redusă, formă) - un sporofit care produce spori diploizi. Din acești spori se dezvoltă a doua generație diploidă - sporofitul, în celulele căruia se produce meioza la un anumit moment și se formează spori haploizi. Dintr-un astfel de spor se dezvoltă a treia generație - un gametofit haploid care produce gameți.

Compoziția peretelui celular al cicatricilor include pectine și hemiceluloze, care se pot umfla foarte mult și se pot îmbina într-o masă mucoasă comună care conține protoplaste. Adesea, substanțele mucoase lipesc firele talului, ceea ce le face alunecoase la atingere. Pereții celulari și spațiile intercelulare ale multor plante stacojii conțin ficocoloizi - polizaharide care conțin sulf, care sunt utilizate pe scară largă de oameni în activități economice. Cele mai faimoase dintre ele sunt agar, caragenina și agaroizi. Multe molii violet depun carbonat de calciu în pereții lor celulari, ceea ce le conferă rigiditate.

La majoritatea algelor roșii, talii se formează prin împletirea filamentelor multicelulare atașate de substrat cu ajutorul rizoizilor mai rar în acest grup se pot găsi forme unicelulare (porphyridium) și lamelare (porphyra). Dimensiunea talilor ciupercilor stacojii variază de la câțiva centimetri la un metru.

În cea mai mare parte, algele roșii sunt locuitori ai mărilor, unde sunt întotdeauna atașate de pietre, scoici și alte obiecte din partea de jos. Uneori, peștele stacojiu pătrunde la adâncimi foarte mari. Una dintre speciile acestor alge a fost descoperită lângă Bahamas la o adâncime de 260 m (iluminarea la o astfel de adâncime este de câteva mii de ori mai mică decât la suprafața mării). În același timp, algele din aceeași specie, crescând mai adânc, au, de regulă, mai multe culoare strălucitoare

- de exemplu, purpurie strălucitoare în adâncime și gălbuie în ape puțin adânci. Unul dintre reprezentanții tipici ai celor violet - (callitamnion corymbose Callithamnion corymbosum ) - formează tufe grațioase de culoare roz strălucitoare până la 10 cm înălțime, constând din fire foarte ramificate. Crește pe stânci din mări (nemalion Nemalion ), cordoane mucoase roz pal din care ating 25 cm lungime și 5 mm grosime. La speciile din gen (delesseriya Delesseria ) talii arată ca frunze roșii strălucitoare - au fost formate prin fuziunea ramurilor laterale ale axei principale. La speciile din genul comune în mările calde (coralin) talii constau din segmente puternic impregnate cu var, legate intre ele prin rosturi cu un continut mic de var, care confera intregii plante flexibilitate, ceea ce ajuta la rezistenta actiunii valurilor si la cresterea in locurile cu surf puternic.

Algele roșii sunt utilizate pe scară largă în activitate economică persoană. Se știe că sunt un produs alimentar valoros care conține destul de multe proteine, vitamine și microelemente. În țările din Asia de Est, Hawaii și alte insule, din ele se prepară o varietate de feluri de mâncare, adesea consumate uscate sau confiate. Cele mai cunoscute ciuperci stacojii comestibile sunt: nașterea (Rodimenia) Și violet (Porphyra), comună în multe mări. Talul purpuriu în formă de frunză al speciilor de porfir este atașat la bază de substrat și atinge o lungime de aproximativ 50 cm. Cultivarea industrială a acestor alge este chiar dezvoltată în Japonia. În acest scop în fâșia de coastăîn ape puțin adânci pun pietre, ciorchini de crengi sau întind plase speciale de frânghii groase, fixându-le de stâlpi de bambus, astfel încât să rămână la suprafața apei. După ceva timp, aceste obiecte sunt complet acoperite cu porfir.

Agar-agar, ale cărui proprietăți și utilizare au fost descrise la începutul articolului, este cunoscută în Japonia din 1760. Aproape până la mijlocul secolului al XX-lea. a fost obținut exclusiv din alge roșii helidiu , dar în prezent aproximativ 30 de specii de iarbă stacojie sunt folosite în acest scop. În Rusia, materia primă pentru agar este ahnfelcia , distribuite în părțile de nord ale oceanelor Atlantic și Pacific..

Este exploatat în Marea Albă și în largul coastei Sahalinului.

Agaroidii noștri sunt obținuți din algele Mării Negre.

  • filofori
  • De continuat
  • Printre organismele existente în prezent, se numără cele a căror apartenență la oricare este dezbătută constant. Acest lucru se întâmplă cu creaturi numite cianobacterii. Deși nici măcar nu au un nume exact. Prea multe sinonime:
  • alge albastre verzi;
  • cianobionti;

concasoare de ficocrom;

cianea;

Judecând după rămășițele fosile, istoria existenței algelor albastre-verzi se întoarce cu mult în trecut, cu câteva (3,5) miliarde de ani în urmă. Astfel de concluzii au fost posibile prin studiile paleontologilor care au analizat roci (secțiuni ale acestora) din acele vremuri îndepărtate.

Pe suprafața probelor au fost găsite cianobacterii, a căror structură nu era diferită de cea a formelor moderne. Acest lucru indică un grad ridicat de adaptabilitate a acestor creaturi la diferite condiții de viață, rezistența lor extremă și supraviețuirea. Este evident că de-a lungul a milioane de ani au avut loc multe schimbări în temperatura și compoziția gazelor planetei. Cu toate acestea, nimic nu a afectat viabilitatea cianului.

În vremurile moderne, o cianobacterie este un organism unicelular care a fost descoperit simultan cu alte forme de celule bacteriene. Adică Antonio Van Leeuwenhoek, Louis Pasteur și alți cercetători în secolele XVIII-XIX.

Au fost supuși unui studiu mai amănunțit mai târziu, odată cu dezvoltarea microscopiei electronice și metodele și metodele de cercetare modernizate. Au fost identificate caracteristicile posedate de cianobacteriile. Structura celulei include o serie de structuri noi care nu se găsesc la alte creaturi.

Clasificare

Problema stabilirii afilierii lor taxonomice rămâne deschisă. Până acum, se știe un singur lucru: cianobacteriile sunt procariote. Acest lucru este confirmat de caracteristici precum:

  • absența nucleului, mitocondriilor, cloroplastelor;
  • prezența mureinei în peretele celular;
  • moleculele S-ribozomilor din celulă.

Cu toate acestea, cianobacteriile sunt procariote, numărând aproximativ 1.500 de mii de specii. Toate au fost clasificate și combinate în 5 mari grupe morfologice.

  1. croococic. Suficient grup mare, combinând forme unice sau coloniale. Concentrațiile mari de organisme sunt ținute împreună de un mucus comun secretat de peretele celular al fiecărui individ. În ceea ce privește forma, acest grup include structuri în formă de tijă și sferice.
  2. Pleurocapsele. Foarte asemănătoare cu formele anterioare, însă, apare o caracteristică sub forma formării beocitelor (mai multe despre acest fenomen mai târziu). Cianobacteriile incluse aici aparțin a trei clase principale: Pleurocaps, Dermocaps, Myxosarcina.
  3. Oxillatoria. Caracteristica principală a acestui grup este că toate celulele sunt unite într-o structură de mucus comună numită tricom. Împărțirea are loc fără a trece dincolo de acest fir, în interior. Oscilatorii includ exclusiv celule vegetative care se divid în jumătate asexuat.
  4. Nostocaceae. Interesant pentru criofilitatea lor. Ei sunt capabili să trăiască în deșerturi înghețate deschise, formând acoperiri colorate pe ele. Așa-numitul fenomen „înflorirea deșerților de gheață”. Formele acestor organisme sunt și ele filamentoase sub formă de tricomi, dar reproducerea este sexuală, cu ajutorul celulelor specializate - heterochistele. Următorii reprezentanți pot fi incluși aici: Anabens, Nostoks, Calothrix.
  5. Stigonematode. Foarte asemănător cu grupul precedent. Principala diferență este în metoda de reproducere - se pot împărți de mai multe ori într-o singură celulă. Cel mai popular reprezentant al acestei asociații este Fisherella.

Astfel, cianurile sunt clasificate după criterii morfologice, deoarece apar multe întrebări cu privire la restul și rezultatele confuziei. Botanisti si microbiologi numitor comunîn taxonomia cianobacteriilor nu pot veni încă.

Habitate

Datorită prezenței unor adaptări speciale (heterochisturi, beocite, tilacoizi neobișnuiți, vacuole gazoase, capacitatea de a fixa azotul molecular și altele), aceste organisme s-au stabilit peste tot. Ei sunt capabili să supraviețuiască chiar și în cele mai extreme condiții, în care nu poate exista niciun organism viu. De exemplu, izvoare termofile calde, condiții anaerobe cu atmosferă de hidrogen sulfurat, cu un pH mai mic de 4.

Cianobacteriile sunt un organism care supraviețuiește calm pe nisipul mării și pe aflorimente stâncoase, blocuri de gheață și deșerturi fierbinți. Puteți recunoaște și determina prezența cianurilor după învelișul colorat caracteristic pe care îl formează coloniile lor. Culoarea poate varia de la albastru-negru la roz și violet.

Ele sunt numite albastru-verde deoarece formează adesea o peliculă de mucus albastru-verde pe suprafața apei obișnuite proaspete sau sărate. Acest fenomen se numește „înflorirea apei”. Poate fi văzut pe aproape orice lac care începe să devină acoperit de vegetație și mlaștină.

Caracteristicile structurii celulare

Cianobacteriile au structura obișnuită pentru organismele procariote, dar există unele particularități.

Planul general al structurii celulei este următorul:

  • peretele celular format din polizaharide și mureină;
  • structura bilipidiană;
  • citoplasmă cu material genetic distribuit liber sub forma unei molecule de ADN;
  • tilacoizi, care îndeplinesc funcția de fotosinteză și conțin pigmenți (clorofile, xantofile, carotenoide).

Tipuri de structuri specializate

În primul rând, aceștia sunt heterochiști. Aceste structuri nu sunt părți, ci celulele în sine ca parte a unui tricom (un fir colonial comun unit de mucus). Când sunt privite la microscop, ele diferă în compoziția lor, deoarece funcția lor principală este producerea unei enzime care permite fixarea azotului molecular din aer. Prin urmare, practic nu există pigmenți în heterochiști, dar există destul de mult azot.

În al doilea rând, acestea sunt hormoni - zone rupte din tricom. Serviți ca locuri de reproducere.

Beocitele sunt celule fiice unice, derivate în masă dintr-o celulă mamă. Uneori, numărul lor ajunge la o mie într-o perioadă de diviziune. Dermocapsulele și alte Pleurocapsodiums sunt capabile de această caracteristică.

Akinetele sunt celule speciale care sunt în repaus și incluse în tricomi. Ele se disting printr-un perete celular mai masiv, bogat în polizaharide. Rolul lor este similar cu heterochisturile.

Vacuole de gaz - toate cianobacteriile le au. Structura celulei implică inițial prezența acestora. Rolul lor este de a lua parte la procesele de înflorire a apei. Un alt nume pentru astfel de structuri este carboxizomi.

Ele există cu siguranță în celulele vegetale, animale și bacteriene. Cu toate acestea, în algele albastre-verzi aceste incluziuni sunt oarecum diferite. Acestea includ:

  • glicogen;
  • granule de polifosfat;
  • Cianoficina este o substanță specială constând din aspartat și arginină. Servește pentru acumularea de azot, deoarece aceste incluziuni sunt localizate în heterochisturi.

Aceasta este ceea ce au cianobacteriile. Părțile principale și celulele și organitele specializate sunt cele care permit cianurilor să efectueze fotosinteza, dar în același timp să fie clasificate ca bacterii.

Reproducere

Acest proces nu este deosebit de dificil, deoarece este același cu cel al bacteriilor obișnuite. Cianobacteriile pot diviza vegetativ, părți ale tricomilor, o celulă obișnuită în două sau pot efectua procesul sexual.

Adesea, celulele specializate, heterochistele, akinetele și beocitele participă la aceste procese.

Metode de transport

Celula cianobacteriei este acoperită la exterior și uneori și cu un strat de polizaharidă specială care poate forma o capsulă de mucus în jurul ei. Datorită acestei caracteristici, se realizează mișcarea cyanului.

Nu există flageli sau excrescențe speciale. Mișcarea poate fi efectuată doar pe o suprafață tare cu ajutorul mucusului, în contracții scurte. Unele oscilatorii au un mod foarte neobișnuit de mișcare - se rotesc în jurul axei lor și provoacă simultan rotația întregului tricom. Așa se produce mișcarea la suprafață.

Capacitate de fixare a azotului

Aproape fiecare cianobacterie are această caracteristică. Acest lucru este posibil datorită prezenței enzimei nitrogenaze, care este capabilă să fixeze azotul molecular și să-l transforme într-o formă digerabilă de compuși. Acest lucru se întâmplă în structurile heterochiste. În consecință, acele specii care nu le au nu sunt capabile să iasă din aer.

În general, acest proces face ca cianobacteriile să fie creaturi foarte importante pentru viața plantelor. Prin așezarea în sol, cianurile ajută reprezentanții florei să absoarbă azotul legat și să ducă o viață normală.

Specii anaerobe

Unele forme de alge albastre-verzi (de exemplu, Oscillatoria) sunt capabile să trăiască în condiții complet anaerobe și într-o atmosferă de hidrogen sulfurat. În acest caz, compusul este procesat în interiorul corpului și, ca urmare, sulf molecular este format și eliberat în mediu.