Систематика. Жизненные циклы

Div. Ochrophyta

Cl. Phaeophyceae (Fucophyceae)

Ordo Ectocarpales

Fam. Ectocarpaceae

Gen. Ectocarpus

Многисленные виды этого рода широко распространены во всех морях, особенно холодных.Таллом имеет вид жетовато-бурых кустиков, достигающих в длину нескольких см. Он состоит из стелющихся по субстрату нитей, от которых отходят вертикальные нити из одного ряда клеток обильно ветвящиеся(гетеротрихальный тип строения). У стелющихся нитей рост верхушечный, у вертикальных – диффузный. Бесполое размножение – зооспорами, которые развиваются на диплоидных спорофитах в результате мейоза в одногнездных спорангиях – конечных клеток коротких боковых ветвей. 32 голых зооспоры выходят из спорангия в желатиновом матриксе и редко сохраняют подвижность более чем в течение 30 мин.

Гаметы формируются на гаметофитах в многогнездных гаметангиях – измененных боковых ветвях, которые имеют вид кукурзных початков и могут состоять из 660 кубических клеток, в каждой формируется по одной гамете. Внешне все гаметы однаковы, половой процесс – изогамия, по поведению они отличаются: различают женские и мужские гаметы. Остановившаяся женская гамета выделяет пахучее, сильно летучее вещество – углеводород эктокарпен (С11Н16), привлекающий мужские гаметы, которые окружают женскую гамету и прочно прикрепляются к ее мембране с помощью переднего жгутика. Происходит слияние гамет, образуя зиготу. Остальные мужские гаметы уплывая. Зигота без периода покоя прорастает в диплоидный спорофит.

Дипло-гаплотический цикл развития со спорической редукцией, изогамным половым процессом (при наличии физиологической анизогамии) и изоморфной сменой поколений.

ordo Cutleriales

Fam. Cutleriaceae

Gen. Cutleria

Гаплоидные гаметофиты кутлерии вертикально стоящие, высотой около 20 см, прикрепляются с помощью ризоидов, отходящих базальных клеток. Они повторно дихотомически ветвятся, и лентовидные ветви заканчиваются пучками волосков, клетки которых содержат многочисленные хлоропласты. У основания волосков располагается интеркалярная меристема. Для кутлерии характерна анизогамия (гетерогамия): гаметангии двух видов развиваются на разных особях (двудомность), женские гаметангии состоят из небольшого числа крупных камер, мужские образованы гораздо большим числом мелких клеток. Первые дают макрогаметы (женские), вторые – микрогаметы (мужские). Оплодотворение происходит после прекращениея движения макрогаметы. У кутлерии макрогаметы выделяют очень летучее низкомолекулярное соединение (феромон мультифиден), вызывающий положительный хемотаксис микрогамет и таким образом участвующее в половой реакции.

Зигота сразу прорастает в корковидный таллом - спорофит, достигающий размеров человеческой ладони и отличающийся от гаметофита. Долгое время его рассматривали как самостоятельный род аглаозония. На поверхности спорофита образуются группы – сорусы одногнездных спорангиев, которые после мейоза формируются от 4 до 32 гаплоидных зооспор. Поплавав некоторое время, они вырастают в гаметофит кутлерии.

Дипло-гаплотический цикл развития со спорической редукцией, гетерогамным половым процессом и гетероморфной сменой поколений.

Ordo Dictyotales

Fam. Dictyotaceae

Gen. Dictyota

Род диктиота встречается в Черном и Японском морях. Ее слоевище вильчато-разветвленное с плоскими ветвями до 20 см высотой. Таллом состоит из трех слоев клеток. Диктиота способна к дихотомическому ветвлению. Ее апикальная клетка делится вертикальной перегородкой на две дочерние, каждая из которых путем поперечных делений дает начало выступам, развивающимся в ветви.

Диктиота – двудомная водоросль. На мужских гаметофитах формируются антеридии в виде многогнездных спорангиев, продуцирующих одножгутиковые сперматозоиды. Хотя жгутик один, но в клетках сперматозоидов есть зачаток второго жгутика в виде базального тела. На женских гаметофитах группами (сорусами) развиваются оогонии, в каждом из которых формируется по одной яйцеклетке. Для привлечения сперматозоидов яйцеклетки выделяют феромон. После оплодотворения ооспоры сразу прорастают в спорофиты. На спорофитах развиваются одногнездные спорангии, в которых созревают четыре неподвижных тетраспоры, две прорастают в мужские гаметофиты, две в женские.

Дипло-гаплотический цикл развития со спорической редукцией, оогамным половым процессом и изоморфной сменой поколений.

Ordo Laminariales

Fam. Laminariaceae

Gen. Laminaria

Sp. L. digitata

Sp. L. japonica

Sp. L. saccharina

Cлоевище в виде пластинки, ровной или морщинистой, цельной или рассеченной, без отверстий, длиной от нескольких десятков см до 20 м. Выделяют морфологические части таллома: ризоиды, кауллоиды (стволик, стеблеподобная часть), филлоиды. Прикрепляются ризоидами или дисковидной подошвой. Спорофиты ламинарии многолетние, возраст некоторых видов насчитывает 11-18 лет. Рост осуществляется за счет вставочных меристем. У многолетних спорофитов филлоид ежегодно отмирает и отрастает вновь. Имеют сложное анатомическое строение с дифференциацией тканей. В основном, распространены в Северном полушарии. Предпочитают холодные воды северного и южного полушариев, встречаются на глубине до 200 м.

На поверхности спорофитов образуются одногнездные зооспорангии, собранные в группы – сорусы. Помимо зооспорангиев есть стерильные клетки – парафизы. Число зооспор в спорангиях колеблется от 16 до 128. Перед их образованием первое деление ядра – редукционное. Зооспоры обладают положительным хемотаксисом и могут проплывать несколько километров, достигая питательных веществ. После оседания на субстрат зооспоры прорастают в гаметофит.

Гаметофиты микроскопичны по размерам и раздельнополы. Половой процесс оогамный, в каждом оогонии образуется по одной яйцеклетке, в каждом антеридии – по одному сперматозоиду. Известны половын феромоны, основной из которых – ламоксерен. Яйцеклетка выходит из оогония, но остается прикрепленной к его краям. После оплодотворения она покрывается оболочкой и сразу прорастает в спорофит. Если яйцеклетка оторвется от оболочки оогония, то при ее прорастании нарушаются процессы дифференцировки, нормальным таллом не развивается и в скором времени он погибает. Женский гаметофит не представляет никаких питательных веществ развивающемуся спорофиту, но обеспечивает ему место для прикрепления на субстрате.

Дипло-гаплотический цикл развития со спорической редукцией, оогамным половым процессом и гетероморфной сменой поколений (редукция гаметофита).

Ordo Fucales

Fam. Fucaceae

Gen. Fucus

Gen. Cystoseira

Gen. Sargassum

Род фукус имеет многолетнее кустистое слоевище до 2 м длиной. Прикрепляется к субстрату с помощью подошвы. Ветви плоские с выступающим продольным ребром, ветвление дихотомическое. Рост ветвей апикальный. На талломе расположены воздушные пузыри, заполненные газом, близким по составу к воздуху. Половой процесс оогамный. Половые органы формируются в концептакулах или в скафидиях. Встречаются однодомные и двудомные представители. В одном и том же концептакуле у двудомных представителей могут развиваться антеридии и оогонии или в разных. Оогонии сидят на клетке ножке, возникающей на стенке концептакула. Стенка оогония трехслойная, в нем образуется 8 яйцеклеток, которые высвобождаются и выходят в море.

Антеридии формируются на ветвящихся парафизах, в зрелом антеридии созревает 64 сперматозоида. С помощью слизи сперматозоиды высвобождаются из антеридия и выходят в воду. Они привлекаются к яйцеклетке видоспецифичным феромоном фукосерратеном (С8Н12), выделяемым яйцеклеткой. Оплодотворение яйцеклетки происходит в окружающей воде. Зигота немедленно прорастает в диплоидный таллом. Бесполое размножение отсутствует.

Диплотический цикл развития с гаметической редукцией и оогамным половым процессом.

Экология и значение бурых водорослей. Они широко распространены во всех морях нашей планеты, наибольшего развития достигая в морях умеренных и приполярных широт. В тропиках массовое развитие бурых водорослей приурочено к зимним месяцам, когда температура воды понижается. Наиболее густые заросли бурых водорослей формируются в верхней сублиторали до глубины 15 м, хотя могут обнаруживаться на глубинах 40-120-200 м. Ламинариевые могут формировать гигантские подводные леса, таке, например, как вдоль тихоокеанского побережья Северной Америки. Прикрепляются бурые водоросли к различным субстратам – камням, скалам, гравию, раковинам моллюсков, другим водорослям. Некоторые небольшие бурые водоросли живут внутри тканей других водорослей как эндофиты.

Роль их в природе чрезвычайно велика. Это один из основных источников органического вещества в прибрежной зоне, их заросли служат местом питания, укрытия и размножения многих животных.

Используют в пищу, на корм скоту, как удобрения, для производства альгинатов и маннита. Например, ламинарии активно используют в пищу (они содержат большое количество аминокислоты метионина, йода, значительное количество углеводов, минеральных веществ и витаминов, по содержанию которых превосходят многие овощи и кормовые травы), на корм скоту, в медицине. Ежегодный сбор ламинарии и близких к ней водорослей достигает 2 млн т сырой массы, более миллиона тонн дает производство ее марикультуры в Китае.

Клетки многих бурых водорослей накапливают йод. Его содержание может достигать 0,03-0,3 % от свежей массы водорослей, в то время как его содержание в морской воде достигает 0,000005 % (0,5 мг на литр воды). До 40-х годов 20 века бурые водоросли использовали для добычи йода.

О роли альгинатов, фукоиданов как антикоагулянтов, маннита и органических бромидов – на самостоятельное изучение (сделать краткие сообщения на лабораторных занятиях).

Поиск по сайту: