2. Розмноження та життєві цикли діатомових водоростей.

Представники відділу розмножуються вегетативним поділом клітин навпіл та статевим шляхом.

Вегетативний поділ навпіл є основним типом розмноження і притаманний всім видам діатомових. Перед поділом клітина набрякає, і розпочинається розсування епітеки та гіпотеки. Далі діляться хлоропласти, відбувається мітоз. Після мітозу кожна дочірня клітина отримує одну половину материнського панциру, після чого добудовує другу половину. Материнська половина завжди стає епітекою дочірньої клітини.

У діатомових водоростей існують певні механізми підтримання сталих розмірів. Зокрема, це відбувається через стадію ауксоспори. Ауксоспора (спора, що росте) – це особлива клітина, яка здатна до росту. Клітина, яка перетворюється на ауксоспору, скидає панцир, і починає швидко збільшуватись у розмірах. По закінченні процесу росту протопласт ауксоспори утворює епітеку та гіпотеку, і вона стає вегетативною клітиною з типовими для виду розмірами. Хоча ауксоспори можуть утворюватися внаслідок різних процесів (наприклад, при досягненні клітинами мінімально можливих розмірів або при пошкодженнях панциру), проте найчастіше вони виникають після статевого процесу – із зиготи, що проростає.

При статевому процесі дві клітини вкриваються спільним слизом, протопласти збільшуються у розмірах і розсувають половинки панцирів. Подальший розвиток у різних видів відбувається різними шляхами, зумовлюючи прояв певного типу статевого процесу. Проте, спільним в усіх випадках є те, що ядра кожної з клітин від одного до кількох разів діляться, причому один з поділів обов'язково є редукційним.

У водоростей з актиноморфними стулками найчастіше буває оогамний статевий процес. У водоростей із зигоморфними стулками найбільш поширеними типами статевого процесу є ізо- та гетерогамія.

Особливим способом статевого процесу у діатомей є автогамія. У такому процесі бере участь лише одна клітина. Її ядро редукційно ділиться, далі два гаплоїдних ядра дегенерують, а два інших зливаються, відновлюючи диплоїдне ядро і утворюючи зиготу, що перетворюється на ауксоспору.

Спочиваючі стадії представлені двостулковими кремнеземовими цистами. Утворення цисти розпочинається з поділу протопласту клітини. Далі материнський панцир скидається, кожний дочірній протопласт укривається двома опуклими стулками. Стулка, яка утворилась першою, несе на поверхні різноманітні потовщення (гребені, шипи, шипики). Друга стулка залишається гладенькою.

Життєвий цикл. Всі діатомеї мають єдиний тип життєвого циклу – диплофазний цикл з гаметичною редукцією, без зміни поколінь та зі специфічною ростовою стадією – ауксоспорою.

3. Систематика відділу Діатомові водорості.

Поділ відділу на класи проводиться, в першу чергу, за типом симетрії стулок (актиноморфні чи зигоморфні) та наявністю шва, а також за будовою протопласту та особливостями статевого процесу. Відділ поділяють на три класи – Centrophyceae, Fragilariophyceae та Bacillariophyceae.

Клас Центричні – Centrophyceae.

Об'єднує водорості з актиноморфними стулками, які завжди позбавлені шва. У більшості випадків стулки круглі, радіально-симметричні. Для класу характерні оогамні статеві процеси та рухливі сперматозоїди. Представники цього класу мешкають переважно у планктоні морів та прісних водойм (рис. 1.1.).

Порядок Мелозиральні – Melosirales.

Рід мелозіра – Melosira (рис. 1.2.). Водорість надзвичайно характерна для планктонних угруповань прісних водойм. Колонії мають вигляд нерозгалужених ниток, які складаються з циліндричних клітин, з'єднаних між собою за допомогою слизових валиків, шипів або зубців. Панцирі мелозіри мають високі загини стулки та складні пояски, через що в препаратах клітини лежать переважно з пояска. Стулки панцира завжди круглі, вкриті дрібними ареолами, які часто утворюють радіальні ряди. На стулці розташовується кілька двогубих виростів, інколи – кільце дрібних шипів. При великому збільшенні в клітинах добре помітні невеликі дископодібні або лопатеві хлоропласти, що розміщуються біля бічних країв стулки.

Види роду мелозіра широко розповсюджені у планктоні ставків, озер, річок, заплавних водойм. Серед представників роду є також і літорально–бентосні організми, деякі види здатні розвиватись на зрошуваних скелях.

Клас Фрагілярієфіцієві або Безшовні – Fragilariophyceae.

Об'єднує водорості із зигоморфними стулками, які позбавлені швів, але мають осьове поле. На стулці фрагілярієфіцієвих, як правило, розташовується один двогубий виріст, який вважається попередником шва. В межах цього класу, на відміну від попереднього, повністю відсутні джгутикові стадії. У класі виділяють 12 порядків. Типовим є порядок Fragilariales.

Порядок Фрагіляріальні – Fragilariales.

Клітини містять від двох великих до багатьох дрібних хлоропластів, розміщених переважно в периферійному шарі цитоплазми, під стулкою. Більшість представників цього порядку утворюють колонії, за формою яких роди цих водоростей можна розпізнавати навіть без виготовлення постійних препаратів панцирів. До найбільш поширених у континентальних водоймах родів належать Fragilaria, Diatoma.

Рід Фрагілярія – Fragilaria.

Клітини водорості здебільшого утворюють колонії у вигляді стрічок, у яких панцирі з'єднуються стулками. При вигляді з пояска окремий панцир має видовжено-прямокутну форму; зі стулки – панцир видовжений, білатерально-симетричний, на полюсах дзьобоподібний. У постійних препаратах, виготовлених з очищених від цитоплазми панцирів, на стулці добре розрізняються осьове поле та почергово розміщені штрихи. Види роду є переважно мешканцями бентосних угруповань прісних водойм.

Клас Бацилярієфіцієві, або Шовні – Bacillariophyceae.

До цього класу включені водорості із зигоморфними стулками, у яких на одній або на обох стулках є шов. Джгутикові стадії повністю відсутні, статеві процеси представлені ізо-, гетеро- та автогамією.

Шов є структурою, з якою пов'язана здатність бацилярієфіцієвих водоростей до активного ковзаючого руху. Bacillariophyceae поділяють на десять порядків.

Порядок Навікуляльні – Naviculales.

Водорості цього порядку мають розвинені щілиноподібні шви на обох стулках. Самі стулки або бісиметричні, або S-подібні (дзеркально-симетричні). Представники Naviculales поширені майже в усіх типах морських та прісноводних угруповань. Характерними прикладами навікуляльних водоростей є роди Navicula та Pinnularia (рис. 1.4.).

Рід навікула – Navicula.

Види одного з найчисленніших родів порядку Navicula мають досить просту будову: стулки за обрисами ланцетоподібні, і нагадують човник. Через середину осьового поля проходить прямий щілиноподібний шов. На поверхні стулок розташовуються паралельні або радіальні штрихи, утворені правильними рядами ареол. Центральне поле відносно невелике, і не доходить до країв стулки. При вигляді з пояска клітини видовжено-прямокутні. Хлоропластів два, вони пластинчасті, розташовуються вздовж поясків на різних боках стулки і містять по одному піреноїду (рис. 1.5.).

Висновки

Діатомові водорості – друга за видовим різноманіттям, після Зелених водоростей, систематична група нижчих рослин, яка відзначається єдиним планом будови тіла, певними особливостями розмноження та життєвих циклів. Разом з тим, у межах відділу чітко простежуються шляхи еволюції цих водоростей.

Література

1. 1. Костіков І.Ю., Джаган В.В., Демченко Е.М. та ін. Ботаніка. Водорості та гриби. – К.: Арістей, 2006. – 476 с.

2. 2. Калинець-Мамчур З. Словник-довідник з альгології та мікології. – Львів: Вид-во Львів. нац. універ. ім. І. Франка, 2011. – 400 с.

3. 3. Бойко М.Ф. Систематика прокаріотів, грибів, водоростей. – Херсон: Айлант, 2004. – 36 с.

4. 4. Мандрик В.Ю., Колесник О.Б. Основи альгології: Навч. посібник. – К.: Фітосоціоцентр, 2006. – 350 с.

5. 5. Курс низших растений: Учебник / Под общ.ред. М.В.Горленко. – М.: Высш. шк., 1981. – 504 с.

Питання

1. 1. Назвіть основні фотосинтетичні пігменти Діатомових водоростей.

2. 2. Назвіть основні продукти асиміляції Діатомових водоростей.

3. 3. Охарактеризуйте будову клітини Діатомових водоростей.

4. 4. Який тип морфологічної будови притаманний Діатомовим водоростям?

5. 5. Як відбувається вегетативне розмноження Діатомових водоростей?

6. 6. Як відбувається статеве розмноження Діатомових водоростей?

7. 7. До якого типу належить життєвий цикл Діатомових водоростей?

8. 8. Охарактеризуйте риси будови й життєдіяльності та представників класу Центричні водорості.

9. 9. Охарактеризуйте риси будови й життєдіяльності та представників класу Безшовні водорості.

10. 10. Охарактеризуйте риси будови й життєдіяльності та представників класу Шовні водорості.

Тема лекції: Відділ Червоні водорості – Rhodophyta.

Мета: Ознайомити студентів із загальними рисами будови, життєдіяльності та систематикою відділу Rhodophyta.

Вступ

Відділ налічує близько 5000 видів, більшість з яких – багатоклітинні макроскопічні водорості. Майже всі червоні водорості є мешканцями бентосних та перифітонних морських угруповань, і, лише як виняток, деякі види трапляються у прісних водоймах та у ґрунтах. Специфічними особливостями червоних водоростей є наявність фікобілінових фотосинтетичних пігментів, повна відсутність джгутикових стадій, особлива будова гаметангіїв, наявність у життєвому циклі стадії карпоспорофіту тощо.