Зеленые водоросли

Хотя серповидные клетки клостериума сильно отличаются от нитей спирогиры, обе водоросли относятся к одному классу зеленых водорослей - конъюгатам

Самым богатым в видовом отношении отделом водорослей являются зеленые водоросли, насчитывающие до 20 тыс. видов. Их отличает чисто зеленая окраска талломов, что связано с преобладанием хлорофилла над всеми другими пигментами. Наряду с хлорофиллом, идентичным хлорофиллу высших растений, в хлоропласта имёются еще каротины и ксантофиллы. Иногда зеленей окраска водорослей может маскироваться красным пигментом (гематохромом). Запасное питательное вещество такое же, как и у высших растений,- крахмал. Зеленые водоросли - типичные эукариоты, в клетках может находиться одно или несколько ядер. Форма клетки четко фиксируется плотной целлюлозной и пектиновой оболочками.

Морфологическое строение представителей этого отдела отличается большим разнообразием. Среди зеленых водорослей есть одноклеточные, колониальные, ценобиальные (в отличие от колонии в ценобии число клеток всегда постоянно) и многоклеточные виды. Все типы строения вегетативного тела, присущие водорослям в целом, кроме амебоидной и тканевой структур, можно обнаружить при изучении зеленых водорослей. Зеленые водоросли сильно варьируют по размерам: наряду с микроскопическими формами есть виды, длина слоевища которых достигает нескольких десятков сантиметров и даже метра.

У зеленых водорослей встречаются все типы бесполого и полового размножения. Часто они размножаются и вегетативно.

Отдел зеленых водорослей представляет собой очень дробную в систематическом отношении группу. До сих пор нет единого мнения относительно положения в системе отдела различных классов. Не установлены критерии, по которым отдел делится на таксономические ранги, что связано с необычайным разнообразием зеленых водорослей. Большинство ученых разбивают отдел на классы, в зависимости от строения вегетативного тела: вольвоксовые, хлорококковые (или протококковые), улотриксовые, сифоновые, конъюгаты.

У вольвоксовых водорослей монадное строение таллома; большинство вольвоксовых - одиночные виды, но некоторые виды образуют ценобии. Клетка имеет плотную целлюлозную оболочку, иногда пектиновую, одно, хлоропласт чашевидной формы, в котором сосредоточены пигменты. С хлоропластом связан светочувствительный глазок - стигма, имеется одна или две пульсирующие вакуоли. Запасное питательное вещество - крахмал. Вольвоксовые водоросли преимущественно автотрофы, но известны случаи смешанного типа питания, а иногда и гетеротрофного. Размножаются эти водоросли обычно вегетативно - делением клетки, встречается также бесполое и половое размножение.

Среди вольвоксовых водорослей лишь небольшое количество видов могут жить в водоемах с повышенной соленостью. Основная масса их является обитателями стоячих, хорошо прогреваемых водоемов с пресной водой, Их обычные места обитания - канавы, лужи, пруды. Очень хорошо они чувствуют себя, активно передвигаясь в толще воды с помощью жгутиков, в водоемах очистных сооружений, богатых органикой. Благодаря способности к гетеротрофному питанию играют большую роль в процессах самоочищения воды в сточных водоемах, являются кормовой базой для других обитателей водной среды. При достаточной освещенности, соответствующей температуре и наличии биогенных элементов развиваются особенно быстро, вызывая зеленое и красное "цветение" воды.

В водоемах области из вольвоксовых живут такие виды, как хламидомонас шаровидный, хламидомонас Рейнхарда, картерия морская, факотус чечевицеобразный, гониум пекторальный, пандорина ежевиковидная, эвдорина изящная, вольвокс шаровидный, вольвокс золотисто-желтый.

Вольвоксовые водоросли произошли от первичных примитивных амебоидных предков, их эволюция пошла по пути усложнения полового процесса и строения таллома.

Клетки представителей класса хлорококковых водорослей в вегетативном состоянии полностью неподвижный Это одноклеточные или ценобиальные виды. Наиболее примитивные представители этого класса унаследовали от своих предков глазок и жгутики, однако последние неподвижны и носят название псевдоцилиев. Большинство видов микроскопические и имеют самую разную форму клеток - шаровидную, веретеновидную, серповидную. Оболочки клеток целлюлозные, иногда снабжены щетинками и шипиками. Размножаются вегетативным или бесполым путем. Половой процесс известен у немногих видов и наблюдается редко.

Хлорококковые водоросли живут, как правило, в толще воды. Но в природе нет таких мест, где бы они не встречались. Они есть всюду: на почве и в глубинных ее слоях, на дне водоемов, в слоевищах лишайников, где они представляют собой фотосинтезирующий компонент, и даже внутри беспозвоночных животных, чаще всего моллюсков,- здесь эти водоросли ведут паразитический образ жизни. Многие виды активно развиваются, вызывая "цветение" воды в стоячих континентальных водоемах. Хлорококковые водоросли - излюбленные объекты экспериментальной биологии, поскольку хорошо изучены условия их культивирования. Успеш-ны попытки ввести их в массовую культуру в промышленном масштабе. Они богаты белком, биологически активными веществами, витаминами. Некоторые виды этих водорослей используют для регенерации воздуха и утилизации органики в замкнутых системах жизнеобеспечения в космических исследованиях.

Наиболее известны в альгофлоре области хлорелла обыкновенная, сценедесмус четыреххвостый, диктиосфериум красивый, круцигения квадратная, педиаструм продырявленный и другие.

Хлорококковые водоросли, ведущие свою родословную от вольвоксовых, в свою очередь в процессе эволюции дали начало следующему классу - улотриксовым. В классе хлорококковых водорослей впервые появились зачатки новых структур в организации вегетативного тела водорослей - нитчатой и пластинчатой.

У большинства представителей класса улотриксовых - многоклеточный нитчатый таллом, хотя встречаются и пластинчатые виды. Нить состоит из одного или двух слоев клеток, она служит основой для всех более сложно организованных слоевищ. Последние образуются вследствие деления клеток в разных осях. Пластинчатое слоевище бывает однослойным, двухслойным, может иметь внутри полость. Клетки улотриксовых имеют одно ядро, один хлоропласт, занимающий пристенное положение в виде пластинки. Улотриксовые могут вести как прикрепленный образ жизни, так и свободно лежать на дне водоемов. Размножение - половое, бесполое, а также вегетативное - кусочками таллома. Из класса улотриксовых в области встречаются плеврококк обыкновенный, трентеполия теневая, улотрикс поясной, энтероморфа кишечнообразная, стигеоклониум тонкий.

Стигеоклониум тонкий

Сифоновые водоросли имеют так называемое неклеточное строение. Таллом этих водорослей представляет собой одну крупную клетку, подчас весьма сложных очертаний. Эта группа водорослей довольно древняя, и в настоящее время ее представители встречаются преимущественно в тропических морях. Для нашей же флоры характерны виды, у которых вегетативное тело разделено на многоядерные участки, или сегменты. Это - кладофора слабая, кладофора скрученная, кладофора эгагропильная, ризоклониум иероглифический, сфероплея кольчатая, хетофора изящная, микротамнион Кютцинга, празиола курчавая. Хлоропласт в таких сегментах имеет сетчатое строение. Иногда эти водоросли выделяют даже в самостоятельный класс сифонокладие вых. Размножаются они обычно половым и бесполым путем. В жизненном цикле наблюдается чередование поколений - гаметофита и спорофита.

Ценобий круцигеии

К подводным камням прикрепляются красивые густые кустики кладофоры, одной из самых распространенных в водоемах нашей области водоросли

А вот так выглядит кладофора под микроскопом...

Часто веточки кладофоры служат пристанищем для одноклеточной диатомовой водоросли кокконеиса блинообразного

Конъюгаты, илп сцеплянки,- это преимущественно микроскопические водоросли, одноклеточные или нитчатые. Одноклеточные сцеплянки имеют причудливые очертания, различимые, конечно, только под микроскопом, а скопления нитчаток видны и невооруженным глазом. Свое название водоросли этого отдела получили по способу размножения: конъюгация - временное соединение двух особей, которые обмениваются при этом частями ядерного аппарата и цитоплазмой. В природе конъюгация происходит при довольно высокой тем-пературе воды (не ниже 25°С), в яркий солнечный день. Две клетки или две нити сближаются, и содержимое их сливается, чаще всего с помощью мостика, соединяющего либо клетки разных нитей, либо соседние клетки одной нити. В результате слияния образуется зигота, которая после периода покоя дает начало новому растению. Клетки конъюгат по внешнему виду отличаются исключительным изяществом, ажурностью орнаментов, покрывающих их оболочки.

Конъюгаты могут размножаться и вегетативным путем: у одноклеточных - это деление клетки, а у нитчатых - распад нитей на отдельные клетки, из которых в дальнейшем вырастают новые нити.

Конъюгаты довольно многочисленны в водоемах области. Это - спирогира, мужоция, зигнема, клостериум Кютцинга, клостериум грациозный, клостериум игольчатый, клостериум линованный, микрастериас усеченный, микрастериас мальтийский крест, космариум гроздевидный, космариум низкий, космариум укороченный, стаураструм странный, стаураструм луновидный, ксантидиум лучковатый.

Микрастериас

Ярко-зеленые, шелковистые на ощупь скопления спирогиры называют 'волосами русалки'

Спирогира - нитчатая водоросль со спиральным лентовидным хлоропластом

Зеленые водоросли - самая крупная и специфическая группа среди водорослей, отличающаяся огромным разнообразием входящих сюда видов. Их эволюция шла от примитивных жгутиковых видов до многоклеточных, хотя последние и не достигли высокого уровня дифференциации. Зеленые водоросли в процессе развития дали начало харовым водорослям - это одна ветвь их эволюции, другая ветвь привела к возникновению высших растений.