Пор. Эктокарповые (Ectocarpales). Общая характеристика порядка. Строение таллома, размножение, распространение и экология. Жизненный цикл на примере Ectocarpus.
Билеты по разделу «Альгология» расписаны, опираясь на лекции Г.А. Беляковой, выложенных на сайте openedu.ru и являются, по сути, их конспектами.
Также использовался материал учебника «Ботаника. Курс Микологии и Альгологии» 2007 г. и конспект семинаров Л.Ю. Кокаевой
Жизненные циклы не приведены в документе, так как они легче запоминаются в виде рисунков. Однако ЖЦ требуются для описания каждого порядка. Многие представители не указаны, это тоже было на семинарах в виде рисунков.
Альгология
Навигация:
1. Отдел Эвгленовые водоросли (Euglenophyta).
2. Отдел Динофитовые водоросли (Dinophyta).
3. Отдел Охрофитовые водоросли (Ochrophyta).
4. Класс Золотистые (Chrysophyceae) и Класс Синуровые водоросли (Synurophyceae)
5. Класс Диатомовые ( Diatomophyceae).
6. Класс Желтозеленые (Трибофицивые) водоросли (Xanthophyceae).
7. Класс Бурые водоросли (Phaeophyceae).
8. Пор. Эктокарповые (Ectocarpales).
9. Пор. Ламинариевые (Laminariales).
10. Пор. Фукусовые (Fucales).
11. Отдел Зеленые (Chlorophyta) и Отдел Харовые (Chаrophyta) водоросли.
· Класс Зелёные водоросли
12. Пор. Вольвоксовые (Volovocales).
13. Пор. Хлорококковые (Chlorococcales).
14. Пор. Эдогониевые (Oedogoniales) и Пор. Хетофоровые (Chaetophorales).
15. Класс Требуксиевые (Trebouxiophyceae).
16. Пор. Улотриксовые (Ulothrichales).
17. Пор. Бриопсидовые (Bryopsidales)
18. Пор. Дазикладовые (Dasycladales).
19. Пор. Сифонокладовые (Siphonocladales).
20. Пор. Трентеполиевые (Trentepohliales).
21. Класс Зигнемовые (Zygnematophyceae).
22. Класс Харовые (Charophyceae).
23. Отдел Красные водоросли (Rhodophyta).
|
|
|
24. Класс Бангиевые (Bangiophyceae).
25. Класс Родимениевые (Rhodymeniophyceae).
26. Отдел Синезеленые водоросли или Цианобактерии (Cyanophyta, Cyanobacteria).
27. Основные типы талломов.
28. Пигменты водорослей.
29. Фитопланктон
30. Размножение водорослей
Отдел Эвгленовые водоросли (Euglenophyta). Общая характеристика отдела. Строение таллома, пигменты, запасные вещества, размножение, распространение и экология. Основные представители.
Царство Euglenozoa.
Относятся к Excavata (передние жгутики, кристы с ракеткообразными кристами (если вообще есть). Пластиды – вторичный эндосимбиоз с зелёными водорослями (три мембраны – две от хлоропласта, третья – от пищеварительной вакуоли), т.е. хлорофиллы а и b. Лишь треть от Euglenozoa способны к фотосинтезу.
Отдел Euglenophyta
Сестринская группа к трипаносомам.
У эвглен два передних жгутика (есть и больше, и один, есть и без), отходящих от основания жгутикового кармана (глотки, состоящей из канала, ведущего в резервуар (основание)) – длинный направлен вперёд, короткий – назад. Один из жгутиков может быть сильно укорочен и не выходить из глотки. Жгутиковый аппарат из трёх микротрубочковых корешков, дух базальных тел (не функционируют, как центры организации микротрубочек). Внутри жгутика – белковый параксиальный тяж (отличаются по структуре у разных жгутиков).
|
|
|
Одноклеточные и колониальные (реже) с монадным (и только таким) ТДТ.
Есть глазок (фоторецептор – это вздутие на жгутике, а не глазок!), который расположен в цитоплазме (в отличии от зелёных, у которых он в ХРПЛ). Глазок – липидные глобулы с каротиноидными пигментами. Глазок ориентирован на фоторецептор. Если он затеняет фоторецептор, то фототаксис отсутствует, если не затеняет – фототаксис на месте [смайлик в солнцезащитных очках].
Часть микротрубочек из корешков образуют пелликулу. Пелликула – сверху - цитоплазматическая мембрана, под которой – белковые полосы, которые своими краями находят друг на друга, а также заходят в микротрубочки, относительно которых могут двигаться, как по рельсам. Четвёртый элемент пелликулы – цистерны ЭПР, которые отвечают за регуляцию ионов кальция. Глотка не выстлана пелликулой, поэтому фагоцитоз – только через неё. Для того, чтобы пища смогла войти в вакуоль глотки, эвглена сначала разбивает её микротрубочками на части.
Размножение – бинарное деление, дочерним клеткам – по жгутику, достраивается всегда длинный жгутик (тем, кто получил длинный при делении он будет сокращаться. Митоз закрытый, веретено деления – внутри ядра (хромосомы всегда конденсированы).
|
|
|
Запасают парамилон. Эвгленовые могут питаться как фототрофно и осмотрофно, так и фаготрофно через жгутиковый карман.
Движение – жгутики/скольжение по выделяемой слизи (эвглены также могут временно жить в этой слизи).
Преимущественно пресноводные, могут вызывать цветение (ярко-красное (каротин)). Могут обладать ихтиотоксичностью. Эвглен могут применять в качестве очистителей в очистных сооружениях.
Представители – Трахиломонас (сидит в твёрдом домике из слизи и ионов марганца и железа) Астазия – без глазка, Эвглена зелёная.
Отдел Динофитовые водоросли (Dinophyta). Общая характеристика. Строение таллома, пигменты, запасные вещества, размножение, распространение и экология. Основные представители отдела.
Относятся к SAR (точнее – к Alveolata): Трубчатые кристы. Пластиды – вторичный эндосимбиоз с красными водорослями.
При движении вращаются, от этого и приставка дино-. Преимущественно монадный ТДТ с дорсовентральным строением (есть выпуклая спинная и вогнутая брюшная), иногда бывают колониальные и коккоидные, пальмеллоидный, амебоидный, нитчатый (?).
|
|
|
Два жгутика – короткий в продольной борозде, длинный – в поперечной (именно он и вызывает вращение). Поперечный имеет спирально-закрученную вокруг параксиального тяжа аксонему (2+9*2). Продольный – обычный. Оба несут волоски (без трубчатой части).
~50% потеряли пластиды и приобрели новые от гаптофитовых и диатомовых (динотомы – пластиды от диатомовых, имеют митохондрии и ядро(!)) (третичный эндосимбиоз) или зелёных). Бывшая пластида от красных может превратится в глазок*.
Пластиды от красных (в основном, характерны для динофитов) содержат хлорофилл а и с2, но из-за каротиноидов перидинина, диадиноксантина и диноксантина окрашены в жёлто-бурый цвет. Перидинин (поглощает свет в сине-зелёном спектре) очень важен, вместе с хлорофиллом он образует светособирающий комплекс. Пластиды с перидинином имеют три оболочки (две оболочки – от красных водорослей, третья – от ЭПР, не связанная с оболочкой ядра) и трёхтилакоидные ламеллы, у них нет опоясывающей ламеллы. В пластидах обнаружена особая форма РуБисКо – 2, которая кодируется ядерным геномом. Большая часть хлоропластной ДНК находится в ядре, что уникально для водорослей. То, что осталось в хлоропластах образует кольцевые структуры по 1-2 гена.
Запасное вещество: крахмал в цитоплазме для пресноводных, липиды – для морских.
Глазки, как и пластиды, крайне разнообразны. Одни расположены в цитоплазме и не покрыты мембраной, другие – в хлоропласте, третьи окружены тройной мембраной*, четвёртый состоит из пигментного тела и линзы (есть ещё ретиноид у Nematodinium, смотри отдельно).
Ядро также уникально, как и хлоропласты с глазком. Оно называется динокарион (не у всех), его хромосомы всегда конденсированы и имеют мало гистонов, отсутствуют нуклеосомы, но хромосомы закручены. Большое количество хромосом. Митоз закрытый. Веретено деления внеядерное. Есть уникальное азотистое основание, обнаруженное только у бактерий и заменяющее 50-70% тимина. Доказано, что динокарион вторично упрощён.
Размножение, чаще всего, деление пополам. Встречается бесполое зооспорами и апланоспорами. ЖЦ – гаплобионтный с зиготической редукцией.
Неверояно невероятный и уникальный покров. Называется амфиесма. Цитоплазматическая мембрана, под которой – везикулы с целлюлозой, которые окружены микротрубочки. Через отверстия пластинок выходят трихоцисты.
Пузулы динофитов, судя по всему, работают как сократительные вакуоли.
Миксотрофы и фаготрофы. Есть различные органеллы для захвата пищи и отправления её в цитостом.
Стебельки — небольшие подвижные пальцевидные выросты, которые располагаются в борозде у основания жгутиков. Вероятно, они выполняют сенсорные функции и обеспечивают прикрепление к субстрату.
Щупальца — более удлинённые образования.
Поршень - полый цилиндрический вырост, подтягивающий пищу к цитостому. Он может быстро удлиняться, расширяться, а потом быстро сужаться и сокращаться. Поршень проделывает отверстие в клетке-жертвы и высасывает из неё цитоплазму.
Вуаль — псевдоподиальная мембрана, выходящая из борозды вблизи основания жгутика, имеет вид ловчей сети, по размеру превышающей клетку.
Играют важную роль в фитопланктоне. В основном, морские. Все рифообразующие кораллы вступают в симбиоз с какой-то динотомовой водорослью. Есть паразиты водных организмов. Способны к биолюминесценции. Синтезируют сильные токсины и нейротоксины (паралитическое отравление сакситоксинами, которые блокируют Na/K каналы и вырабатываются бактериями в динофитах), которые накапливаются в моллюсках, которые фильтруют воду и в рыбе, которая соскабливает налёт на кораллах. Вызывают красные приливы (много динофлагеллят – много тооксинов, а значит, вредно).
Динофисис – заглатывает инфузорию Мирионекту, которая захватила криптофитовую водоросль. (При этом внутри инфузории продолжает функционировать ядро, МТХ и пластида криптофиты и редуцируется рот Мирионекты, а внутри динофиса остаётся только пластида). Phisteria – попадает в виде монадной формы в рыбу, убивают её токсинами, затем становятся амёбоидной формой и поедают труп. Цератиум, Перидиниум – типичные представители.
Отдел Охрофитовые водоросли (Ochrophyta). Общая характеристика отдела. Строение талломов, пигменты, запасные вещества, размножение, распространение и экология. Деление на классы и представители.
Относятся к SAR (Stramenopiles): пластиды от красных водорослей, имеют трёхчастные мастигонемы (вздутое основание, полая трубчатая часть и волосок). Трубчатые кристы.
Все ТДТ, кроме сифонокладального и сарциноидного.
Два жгутика: один длинный с мастигонемами, другой – короткий гладкий с вздутием для фототаксиса. Есть переходная спираль.
Оболочка хлоропласта из 4 мембран – 2 от хлоропласта и 2 от ХлЭПР, которая может переходить в наружную мембрану ядра. Ламеллы трёхтилакоидные. Хлоропластная ДНК собрана в кольцеобразный нуклеоид. Хлорофилл а, с1, с2, с3 (в разных классах – разные комбинации). Главные каротиноидные пигменты – фукоксантин или вошериаксантин.
Запасающее вещество – хризоламинарин, откладывается в вакуолях в цитоплазме.
Глазок расположен в хлоропласте, состоит из липидных глобул с каротиноидными пигментами.
Митоз открытый, полузакрытый и закрытый. Фрагмопласта нет.
Размножение вегетативное, бесполое (зооспоры, апланоспоры), половое. ЖЦ – без полового размножения/гаплобионтный с зиготической редукцией/диплобионтный с зиготической редукцией/гапло-диплобионтный со спорической редукцией с изо- и гетероморфной сменой форм в ЖЦ.
Широко распространены. Образуют подводные леса, т.е. формируют экосистемы. Диатомовые- главный производитель кислорода в мире. Бурые используются в промышленности. Распространены и в почве, и в воде.
Класс Золотистые (Chrysophyceae) и Класс Синуровые водоросли (Synurophyceae). Общая характеристика классов. Строение талломов, пигменты, запасные вещества, размножение, распространение и экология. Основные представители.
Золотистые
Колониальные, одноклеточные и многоклеточные организмы. ТДТ – монадные, коккоидные, амёбоидные, пальмеллоидные.
У монадных представителей и стадий два апикальных жгутика разной длины, на длинном жгутике в два ряда идут трёхчастные мастигонемы. Важное отличие – мастигонемы имеют латеральные волоски. Есть базальное вздутие жгутика и глазок в хлоропласте (один ряд липидных глобул, по дефолту). Длинный жгутик – вперёд, короткий – назад (базальные тела перпендикулярны друг другу).
Хлоропласт с четырьмя мембранами. Хлорофилл а, с1, с2. Могут быть лейкопласты. Каротиноиды – фукоксантин, виолоксантин.
Запасные продукты – хризоламинарин и липиды откладываются вне хлоропластов.
Митоз открытый, центр организации микротрубочек – ризопласт. Ризопласт – поперечно исчерченный чуть-чуть дихотомически ветвящийся фибриллярный корешок, идущий от базального тела длинного жгутика.
Размножение, в основном, вегетвативное или бесполое (зооспоры, апланоспоры). ЖЦ – гаплобионтный с зиготической редукцией.
Характерны стоматоцисты – специальных покоящихся стадий, стенка которых состоит из кремнезёма. Образуются под плазмалеммой при неблагоприятных условиях в результате полового процесса.
Клетки часто просто с плазмалеммой, поверх неё могут располагаться органические или кремнезёмные чешуйки. Есть виды, сидящие в домиках из целлюлозы или хитина.
Автотрофы, миксотрофы, гетеротрофы.
Обитают, как правило, в чистых холодных пресных водоёмах.
Представитель – Dinobryon, Hydrurus
Синуровые - Очень похожи на золотистых (не зря их поместили в один билет).
Одноклеточные или колониальные. ТДТ – монадный. Только фототрофы.
Есть латеральные волоски на мастигонемах, как у золотистых. Однако, в отличие от золотистых, оба волоска направлены вперёд (базальные тела параллельны друг другу). Базальное вздутие часто на обоих волосках.
Хлоропласт имеет 4 мембраны, не связан с ядерной оболочкой. Хлорофилл а, с1. Фукоксантин.
Поверхность клеток покрыта панцирем из кремнезёмных чешуек. Образуют стоматоцисты.
Запасные продукты – хризоламинарин и липиды откладываются вне хлоропластов.
ЖЦ – гаплобионтный с зиготической редукцией. Половой процесс – хологамиия.
Пресноводные. Планктон. Являются важнейшими элементами пищевых цепочек.
Представители – Синура (колония, покрытая чешуйками кременезёма).
Класс Диатомовые ( Diatomophyceae). Общая характеристика. Строение таллома, пигменты, запасные вещества, размножение, распространение и экология. Особенности строения клетки. Движение. Деление на группы. Основные представители.
ТДТ – коккоидный и только коккоидный (одноклеточные или колониальные).
Самая важная отличительная часть – кремнезёмный панцирь, состоящий из эпитеки и гипотеки, большая находит на меньшую. Каждая створка состоит из створки (вальва) и ободка (цингулюм). Два ободка образуют поясок. Панцирь не монолитный, а пронизан множеством пор. Панцирь снаружи выстлан органическим материалом. На створках многих диатомовых есть швы, которые используются для движения посредством выделения полисахаридов и последующего скольжения диатомей. Швы связаны узелком – выростом во внутренней части пояска.
Жгутиковые клетки представлены исключительно сперматозоидом с одним передним жгутиком, несущим два ряда трёхчастных мастигонем. У жгутика нет двух центральных микротрубочек, микротрубочковых корешков и базальные тела состоят из дуплетов, а не триплетов.
Пластиды имеют все особенности, характерные для охрофитных (4 мембраны, хлорофиллл а, с1, с2 и с3. Фукоксантин, диадиноксантин, бета - каротин – каротиноиды. Запасают хризоламинарин (запасается в цитоплазме, а не в хлоропласте).
Митоз открытый, без центриолей. Роль центра организации микротрубочек играют полярные пластинки.
Размножение – вегетативное и половое. Половое размножение – изо и оогамия – происходит, когда клетка очень мельчает (при делении всегда достраивается гипотека). О_Огамия у центрических (более трёх осей симметрии) (сперматозоиды со жгутиком, есть ауксоспора), изогамия – у пеннатных (две и менее оси симметрии) (амёбоидный сперматозоид, без ауксорспоры) (см. семинар стр. 5)
ЖЦ – диплобионтный с гаметической редукцией. Зигота переходит в ауксоспору – специальную стадию в ЖЦ, которая нужна для того, чтобы клетка с материнской гипотекой выросла и не мельчала. Гипотека возникает из вакуоли, окружённой силиколеммой, которая возникает в цитоплазме материнской клетки. Затем силиколемма сливается с плазмалеммой.
Широко распространены во всех биотопах. На их долю приходится ¼ всей органики и ½ всего кислорода. Основная роль в круговороте кремнезёма. Первое звено трофической цепи.
Есть фототрофы, миксотрофы и гетеротрофы. Имеются сфероидные тела, благодаря которым эти водоросли могут фиксировать азот.
Могут выделять токсины, воздействующие на нервную систему. Динамит – смешение нитроглицерина с диатомитом. Широко используются в биотехнологии и химии кремния. Микрофильтры на основе диатомовых (створки с порами). Строительный материал, отбеливающее вещество в пастах. Планируется широкое использование в нанотехнологиях (доставщик лекарств, есть проект очень крутых микросхем на основе панцирей, для этого секвенируют геном и генетически модифицируют диатомей).
Представители - Melosira (колониальная нитчатая), Pinnularia
Класс Желтозеленые (Трибофицивые) водоросли (Xanthophyceae). Общая характеристика. Строение таллома, пигменты, запасные вещества, размножение, распространение и экология. Основные представители.
ТДТ – любой, кроме сарциноидного и сифоноклодального.
Два жгутика (один – перистый, другой с вздутием). Есть переходная спираль.
4 мембраны хлоропаста, ламеллы трёхтилакоидные, есть опоясывающая ламелла. Хлорофилл: все харнактерные, кроме с3. НЕТ фукоксантина, но вместо него – вошериаксантин (обуславливает жёлто-зелёный цвет). Глазок, если есть, в хлоропласте.
Запасной продукт – хризоламинарин.
Клеточная стенка может состоять из двух половинок. Целлюлозная, петиновая, может присутствовать кремнезём.
Митоз закрытый центр организации - центриоли.
Размножение вегетативное, бесполое, половое.
Формируют эндогенные цисты с кремниевой оболочкой, состоящей из двух неравных частей.
В основном, почвенные.
Трибонема – н-образная клеточная стенка, которая покрывает две клетки. При делении возникает одна клеточная стенка, которая разделяет дочерние клетки.
Вошериа – сифональный ТДТ. Нет перегородок. Размножается вегетативно с образованием синзооспоры. Диплпобион6тный ЖЦ с гаметической редукцией. Эту водоросль в раннем возрасте поедает личинка моллюска, переваривает, а хлоропласты использует. Хлоропласты в моллюске работают дольше, чем в высших растениях и вошерии, что обусловлено выработкой некоторых ХЛПЛ генов моллюском. Взрослая особь питается исключительно за счёт фотосинтеза.
Класс Бурые водоросли (Phaeophyceae). Общая характеристика класса. Строение таллома, пигменты, запасные вещества, размножение, распространение и экология. Главнейшие систематические порядки класса. Основные представители.
Только многоклеточные. Нет одноклеточных и колониальных, состоящих из одноклеточных. ТДТ – нитчатый, разнонитчатый, тканевый (наиболее распространён). Ткани не только морфологически, но и функционально разделены. Разные типы меристем. Все бурые водоросли фотосинтезируют. В основном, обитают в морях.
Жгутиковые стадии – зооспоры и гаметы. Два латеральных жгутика – передний с двумя рядами трёхчастных мастигонем (ha-ha, classic), задний – короткий, гладкий с базальным вздутием (типа фоторецептор) (ha-ha, classic X2). Глазок в хлоропласте (липидные глобулы с каротиноидами расположены в один ряд). Оба жгутика заканчиваются акронемой – двумя центральными микротрубочками (без кольца). Переходной спирали в переходной зоне нема.
Типичный для охрофитовых хлоропласт. Хлорофиллы все, кроме с3. Фукоксантин (и флуротанин) обеспечивает бурую окраску.
Запасные продукты – хризоламинарин, маннит, липиды.
Размножение вегетативное (не распространено), бесполое (одногнёздный спорангий) и половое (многогнёздный гаметангий). ЖЦ – диплобионтный с гаметической редукцией (Фукусовые)/гапло-диплобионтный со спорической редукцией с гетеро- (Эктокарповые) или изоморфной (Ламинаривые) сменой форм развития.
Митоз полузакрытый (образуется большие отверстия в ядерной оболочке). После деления между ядрами формируется срединная пластинка, в которой образуются плазмодесмы.
Клеточный покров представлен клеточной стенкой. Склелетный компонент: целлюлоза и соли альгиновой к-ты; матрикс: растворимые альгинаты и фукоиданы.
Альгиновая к-та – пищевая добавка Е400 (загуститель) и антацид (против кислотозависимых заболеваний ЖКТ) в медицине. Альгиновая к-та при взаимодействии с HCl образует гель, который покрывает слизистую оболочку по типу «желудочной повязки», предохраняя от воздействия солянки и пепсина, а также останавливая кровотечение (Гевискон содержит альгиновую к-ту). Сорбирует и выводит тяжёлые металлы. Многие полезные свойства морской капусты во многом обусловлены альгиновой к-той, содержащейся в ней. Альгинаты используются в качестве повязок, которые герметично закрывают рану и не прилипают к коже, такие повязки способны растворяться. Фукоиданы – антикоагулянты. В пищу потребляют морскую капусту, в ней много разных витаминов (правда много) и минеральных веществ (особенно много органически связанного йода). Бурые водоросли стимулируют рост волос. Их используют в качестве удобрения.
Бурые водоросли доминируют в биомассе северных морей. Чистый йод, который выделяется в результате жизнедеятельности, может образовывать густой туман (возможно, именно поэтому Великобритания – Туманный Альбион).
Альгиновая к-та (или её соединения) могут воздействовать на нервную систему птиц, в результате чего те теряют ориентирование в пространстве (см. фильм А. Хичкока «Птицы»).
*У многих порядков бурых водорослей одинаковые феромоны. Однако на страже от межродового скрещивания стоит оболочка женской половой клетки. Однако без оболочки (т.е. оставить чисто протопласт) можно получить гибриды.
Пор. Эктокарповые (Ectocarpales). Общая характеристика порядка. Строение таллома, размножение, распространение и экология. Жизненный цикл на примере Ectocarpus.
Разные типы ТДТ: гетеротрихальные, псевдопарениматозный, тканевый. Рост таллома диффузный (любая клетка может стать меристемой).
Хлоропласт с пиреноидом.
Изо- гетерогамия, анизогамия (+ и – гаметы). Половой процесс регулируется феромонами (стимулирует выход антеридиев и их привлечение оогониями). ЖЦ – гапло/диплобионтный с гетероморфной сменой форм.
Эктокарпус – единственная бурая водоросль, геном которой полностью отсеквенирован.
Подробный жизненный цикл эктокарпуса – см. конспект семинаров.
Дата добавления: 2019-02-22; просмотров: 1125; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!