Tassonomia delle piante
Le basi della tassonomia furono gettate da C. Linneo nel XVIII secolo. Nelle sue opere Linneo definì il concetto di “specie”, introdusse la nomenclatura binaria e stabilì una chiara subordinazione tra categorie sistematiche; creò una classificazione delle piante e degli animali. Il nome di ciascuna specie deve essere composto da due parole: una denota il genere, entrambe le parole denotano la specie. Nella tassonomia delle piante esistono 7 categorie (o taxa): regno, divisione, classe, ordine, famiglia, genere e specie.

Alga marina
Circa 30mila specie. Le alghe sono piante inferiori, la maggior parte vive in ambienti acquatici. Il corpo delle alghe è rappresentato da un tallo, o tallo, non differenziato in organi e tessuti. Alcune alghe utilizzano rizoidi (escrescenze cellulari speciali) per attaccarsi al substrato. Una cellula algale è caratterizzata dalla presenza di una parete cellulare; al suo interno contiene uno o più nuclei, un vacuolo, un cromatoforo ed altri organelli.

Dipartimento di alghe verdi
Questo è il più grande dipartimento di alghe. Caratterizzato dalla clorofilla, che predomina sugli altri pigmenti. La sostanza di riserva è l'amido.
Alghe verdi unicellulari
La Chlamydomonas è un'alga d'acqua dolce. Ci sono due flagelli, alla loro base ci sono due vacuoli contrattili. Cromatoforo a forma di coppa; nel citoplasma sono presenti un nucleo, un occhio (stigma) e altri organelli tipici degli eucarioti. Lo spioncino serve per percepire il livello di illuminazione. La riproduzione avviene asessualmente (avviene in condizioni favorevoli con l'aiuto di zoospore aploidi) e sessualmente (isogamia, in condizioni sfavorevoli). Dopo la formazione dello zigote, si ricopre di uno spesso guscio e sverna in questo stato. In primavera avviene la meiosi, il guscio si rompe e da esso emergono 4 giovani individui aploidi.
La clorella è un'alga che può vivere nell'acqua, nel suolo, sulla superficie del terreno o sulla corteccia degli alberi in luoghi umidi. Non sono presenti flagelli, occhi o vacuoli contrattili; all'interno della cellula sono presenti nucleo, cromatoforo e citoplasma con organelli tipici delle piante. La riproduzione è solo asessuata (usando aplanospore), il processo sessuale non è noto.
Alghe verdi coloniali
La Volvox è un'alga d'acqua dolce. La colonia sembra una palla cava, la cui superficie è formata da cellule collegate tra loro da filamenti citoplasmatici. Ogni cellula contiene un nucleo, un cromatoforo e 2 flagelli. Come risultato della divisione delle cellule generative, si formano colonie figlie, che si trovano all'interno della colonia madre, e dopo la sua morte escono.
Alghe verdi multicellulari
La Spirogyra è un'alga filamentosa d'acqua dolce. All'esterno è ricoperto da una conchiglia. All'interno di ciascuna cellula sono presenti diversi filamenti di un cromatoforo a spirale, un nucleo e un citoplasma con organelli; maggior parte La cellula è occupata da un vacuolo centrale. La riproduzione asessuata avviene per frammentazione dei filamenti; sessuale – coniugazione. Non si formano cellule germinali speciali: due cellule di fili diversi si fondono tra loro e appare uno zigote (stadio diploide).
L'Ulotrix è un'alga filamentosa d'acqua dolce. È costituito da una fila di cellule ed è attaccato al substrato con l'aiuto di una cellula basale. La cellula non ha flagelli, contiene un nucleo, un cromatoforo a forma di cintura e un vacuolo. La riproduzione è asessuata e sessuata. Durante la riproduzione asessuata, nella cellula filamentosa si formano le zoospore, poi il guscio si rompe e fuoriescono. Dopo aver fluttuato per qualche tempo, le zoospore si depositano e, per fissione, formano un nuovo filo. Durante la riproduzione sessuale, all'interno di una delle cellule si formano degli isogameti che fuoriescono e si fondono a coppie. Dopo la formazione dello zigote avviene la meiosi e si formano le zoospore che danno origine ad una nuova pianta.

Dipartimento delle alghe brune
Prevalentemente forme marine, distribuite prevalentemente nei mari freddi. La maggior parte delle alghe brune sono forme bentoniche, che vivono a una profondità di 20-30 miglia nella zona intercotidale. Può formare enormi accumuli (Mar dei Sargassi).
Il colore varia dal verde oliva al marrone scuro per la presenza del pigmento marrone fucoxantina, che maschera gli altri pigmenti. Contengono anche clorofilla e carotenoidi. Il tallo è pluricellulare, nastriforme (kelp), cespuglioso (sargassum) o ramificato (fucus), solitamente fissato al substrato tramite rizoidi.

Dipartimento delle alghe rosse (alghe viola)
Le alghe rosse vivono principalmente nei mari; meno comuni sono le forme d'acqua dolce. Abitano a profondità considerevoli (fino a 260 m, un record assoluto per le piante fotosintetiche). Esistono forme unicellulari e multicellulari. Contiene clorofilla, carotenoidi e ficobiline (pigmenti rossi). I talli sono filamentosi, cespugliosi, lamellari (porfido), in alcuni smembrati; molti hanno rizoidi. La membrana cellulare è ricoperta da uno strato di pectine, da cui si ottiene l'agar-agar.

L'importanza delle alghe in natura e il loro utilizzo da parte dell'uomo

• Rilasciano ossigeno.
• Catene alimentari (il fitoplancton è alla base di tutte le catene alimentari oceaniche).
• Ricovero per animali.
• Durante la riproduzione di massa provocano una “fioritura” dell'acqua (chlamydomonas), durante la quale il contenuto di ossigeno nell'acqua diminuisce.
• Alcune specie (clorella) vengono utilizzate per astronavi e sottomarini per pulire l'aria dall'anidride carbonica.
• Cibo (alghe, porfido). Alcune alghe vengono coltivate appositamente in allevamenti sottomarini.
• Mangime (fucus, clorella).
• Fonte di iodio.
• Industriale: produzione di sali di sodio e potassio, agar-agar. L'agar-agar viene utilizzato per produrre gelatina, marmellata, pastiglie e un mezzo nutritivo per la crescita dei batteri.

Il libro di testo è scritto in conformità con i requisiti dello standard educativo statale federale per l'istruzione professionale superiore nella direzione di " Formazione degli insegnanti"e integra la conoscenza degli studenti della parte teorica del corso "Botanica" (sistematica delle piante e dei funghi). Il materiale contenuto nel manuale può essere utilizzato dagli studenti sia per lavoro autonomo che per lavoro in classe sotto la guida di un insegnante.

* * *

Il frammento introduttivo del libro Botanica. Tassonomia delle piante: tutorial(S.K. Pyatunina, 2013) fornito dal nostro partner per i libri - l'azienda litri.

Alga marina (Alghe)

Un gruppo ampio e diversificato di piante di tallo inferiore il cui habitat principale è l'acqua. Le alghe combinano diverse divisioni indipendenti e, con ogni probabilità, evolutesi in modo indipendente. I rappresentanti dei dipartimenti differiscono nell'insieme dei pigmenti, nei dettagli della struttura fine dei cromatofori, nei prodotti della fotosintesi che si accumulano nella cellula (sostanze di riserva) e nella struttura dell'apparato flagellare. Le piante inferiori sono organismi unicellulari, coloniali o cenobiali e pluricellulari. I coenobia sono colonie in cui il numero di cellule è determinato da fasi iniziali sviluppo e non cambia fino alla fase successiva della riproduzione (riproduzione). La crescita del cenobio avviene a causa di un aumento delle dimensioni delle cellule e non del loro numero. Si distinguono i seguenti tipi di organizzazione morfologica del tallo:

1. Monadico- cellule che si muovono attivamente con l'aiuto dei flagelli.

2. Coccoide- cellule non mobili.

3. Rizopodiale (ameboide)– le cellule vegetative non sono ricoperte da membrane e possono sviluppare processi citoplasmatici – rizopodi.

4. Palmelloide, O capsulare, tipo di organizzazione è rappresentato da cellule immobili immerse nel muco comune.

5. filamentoso- celle collegate in fili, semplici o ramificati.

6. Eterotrico o eterofilamentoso,- una versione complicata della struttura filamentosa, caratterizzata da due sistemi di fili: striscianti lungo il substrato e fili verticali che si estendono da essi.

7. Lamellare– talli sotto forma di placche.

8. Sifonale– talli, spesso di grandi dimensioni, rappresentano formalmente una cellula, solitamente con un largo numero nuclei.

9. Sifonocladale l'organizzazione è rappresentata da cellule multinucleate collegate in forme filamentose o altre forme di talli multicellulari. Nelle prime fasi della formazione del tallo ha una struttura di tipo sifonale.

Le alghe possono riprodursi in tre modi: vegetativo, asessuato e sessuale. La propagazione vegetativa prevede la separazione di una parte del tallo vegetativo dall'intera pianta, dando origine ad un nuovo tallo. La riproduzione asessuata viene effettuata utilizzando cellule specializzate - controversia, formato negli sporangi. Le spore sono mobili (zoospore) o immobile (aplanospore). Nella forma possono essere identici ai talli genitori (autospore alghe unicellulari) o differiscono nettamente da essi (spore unicellulari di alghe multicellulari).

La riproduzione sessuale nelle alghe è estremamente diversificata. Le forme più semplici del processo sessuale - la fusione di individui vegetativi morfologicamente indistinguibili - ologamia E coniugazione. In una parte significativa delle alghe si formano cellule germinali specializzate - gameti. Si distingue il seguente comportamento degli hemets:

1. Isogamia - fusione di gameti di identica forma e dimensione.

2. Eterogamia – Entrambi i tipi di gameti copulanti sono dotati di flagelli, ma quello femminile è più grande e meno mobile di quello maschile.

3. Oogamia- fusione di un uovo femminile stazionario e di una cellula maschile mobile. I gameti che nascono su un individuo (omotallismo) o su individui diversi (eterotalismo) si accoppiano. L'eterotalismo è osservato in qualsiasi forma di processo sessuale. Nelle forme isogame i gameti, pur essendo morfologicamente identici, risultano fisiologicamente diversi e vengono designati con i segni convenzionali “+” e “-”. Vengono chiamati i gameti maschili che hanno flagelli spermatozoi non avendo flagelli, ma capaci di muoversi utilizzando movimenti ameboidi vengono chiamati sperma. Come risultato del processo sessuale, si forma una cellula diploide - zigote.

Ciclo vitale, O ciclo di riproduzione delle alghe, comprende la crescita vegetativa, la sporulazione asessuata, il processo sessuale, le fasi di riposo. Il rapporto tra fasi diploidi e aploidi nel ciclo vitale delle alghe non è lo stesso. In alcuni casi, la germinazione dello zigote è accompagnata dalla riduzione della divisione (meiosi) dello zigote (riduzione zigotica), in questo caso le piante in via di sviluppo risultano aploidi. In molte alghe verdi lo zigote è l'unico stadio diploide del ciclo di sviluppo; l'intera fase vegetativa si svolge nello stato aploide; Questo ciclo di vita si chiama monoaplobionte. In alcune altre alghe, al contrario, l'intera fase vegetativa è diploide, la fase aploide è rappresentata solo dai gameti, prima della cui formazione avviene la riduzione della divisione nucleare (riduzione gametica), ciclo vitale - monodiplobionte. In altri ancora, la divisione per riduzione del nucleo precede la formazione di spore che si sviluppano su talli diploidi (riduzione sporica). Crescono in piante aploidi che si riproducono sessualmente (gametofiti). Dopo la fusione dei gameti, lo zigote si sviluppa in una pianta diploide dotata di organi di riproduzione asessuata ( sporofiti). Pertanto, in queste alghe c'è un'alternanza di generazioni (generazioni): diploidi e aploidi. Ciclo vitale - aploide-diploide. Entrambe le generazioni possono essere morfologicamente identiche ( cambiamento isomorfo delle generazioni) o differiscono nettamente nell'aspetto (cambio generazionale eteromorfo).

Nelle lezioni pratiche vengono studiati i seguenti dipartimenti: alghe verdi (Chlorophyta), diatomee (Bacillariophyta o Diatomeae), alghe brune (Phaeophyta), rosse (Rhodophyta).

Dipartimento di alghe verdi (Clorofite)

Il dipartimento delle alghe verdi è il più grande in termini di numero di specie (fino a 20.000 specie) e dipartimento di alghe morfologicamente diversificato. Esistono forme microscopiche unicellulari di piccole dimensioni (monadi e coccoidi) e forme filamentose, eterotriche, sifonali, sifonocladi e lamellari piuttosto complesse, che raggiungono diverse decine di centimetri. Anche l'areale di distribuzione delle alghe verdi è ampio (si trovano in tutto il globo) e la loro ampiezza ecologica è ampia. Vivono in acque dolci e marine, alcuni vivono fuori dall'acqua. Ma nonostante tutta la loro diversità, le alghe verdi hanno una serie di caratteristiche comuni:

1) composizione del pigmento: clorofilla UN E V, carotenoidi e xantofille;

2) il principale prodotto di riserva di natura carboidratica - l'amido, è depositato nel cromatoforo attorno al pirenoide;

3) occhio fotosensibile - stigma, situato nello stroma del cromatoforo;

4) i tilacoidi che trasportano pigmenti tendono a formare pile;

5) i flagelli sono isomorfi (identici nella struttura) e isocontinui (uguali in lunghezza).

Classe Alghe propriamente verdi o equiflagellate (Cloroficee, Isocantae)

I rappresentanti di questa classe sono caratterizzati dalla riproduzione asessuata utilizzando aplanospore immobili o zoospore mobili con da due a quattro, meno spesso molti isoconti e flagelli isomorfi. Processi sessuali - ologamia o copulazione dei gameti - isogamia, eterogamia, oogamia. Lo zigote di solito attraversa uno stato dormiente e germina quando si verificano condizioni favorevoli, e il suo nucleo diploide si divide immediatamente in modo riduttivo. In accordo con le fasi di differenziazione morfologica del tallo, la classe è divisa in ordini.

Ordina Volvoxidae (Volvacali)

L'ordine comprende alghe unicellulari, coloniali e cenobiali dotate di flagelli, cioè di organizzazione monade.

Genere Chlamydomonas (Chlamydomonas)

Chlamydomonas è un genere vasto che comprende circa 500 specie ed è molto diffuso in natura. La sua specie può essere trovata in bacini poco profondi, ben riscaldati, pozzanghere e fossati. Quando si sviluppa in massa provoca fioriture d'acqua, soprattutto nei corpi idrici inquinati da sostanze organiche. Il tallo di Chlamydomonas è unicellulare, di organizzazione monadica, cioè, essendo in uno stato attivo, Chlamydomonas si muove rapidamente con l'aiuto di due flagelli uguali attaccati all'estremità anteriore del corpo. La fase di movimento attivo è sostituita da uno stato di riposo. Questo è il cosiddetto stadio delle palmelle, quando le cellule perdono i flagelli, le loro membrane diventano fortemente mucose e formano aggregazioni di cellule di Chlamydomonas immerse nel muco comune. In questa forma, le cellule di Chlamydomonas si riproducono per divisione. Trovandosi in condizioni di vita favorevoli, i chlamydomonas producono nuovamente flagelli e iniziano il movimento attivo.

Chlamydomonas ha una parete cellulare di cellulosa-pectina, un cromatoforo a forma di coppa con uno o più pirenoidi situati nella parte inferiore e un occhio fotosensibile (stigma) nella parte superiore. Il nucleo si trova nella rientranza del cromatoforo è presente una coppia di vacuoli pulsanti. La riproduzione asessuata da parte delle zoospore avviene in condizioni ambientali favorevoli. Ciascun Chlamydomonas può potenzialmente riprodursi sia vegetativamente che asessualmente, nonché partecipare al processo sessuale. Durante la riproduzione asessuata, il protoplasto viene diviso in 4 o 8 parti e si formano le zoospore. Il processo sessuale nella maggior parte delle specie è isogamo. I gameti si formano allo stesso modo delle zoospore, ma in numero maggiore (32 o 64). Lo zigote è ben adattato a sopportare condizioni sfavorevoli. La sua germinazione è accompagnata dalla divisione della riduzione. Il ciclo di sviluppo di Chlamydomonas è monoaplobionte.

Rod Volvox (Volvox)

Il genere Volvox è un'alga coloniale o cenobia. Un piccolo genere di Volvox vive in bacini idrici, stagni e piccoli laghi puliti e permanenti. Questo è il rappresentante più altamente organizzato dell'ordine Volvox. È una palla grande, che raggiunge i 2-3 mm di diametro, ricoperta da un sottile strato di muco (involucro), sotto il quale le cellule biflagellate si trovano in un unico strato lungo la periferia della palla. Il loro numero varia da 500 a 60.000. La cavità interna della palla è occupata da muco liquido. Le cellule della colonia sono simili nella struttura alle cellule di Chlamydomonas. Ma la membrana di ciascuna cellula è fortemente mucosa, quindi i protoplasti delle cellule vicine sono distanti l'uno dall'altro e i processi citoplasmatici penetrano nello spessore della membrana mucosa. Nei punti di contatto si formano i plasmodesmi.

La riproduzione asessuata coinvolge 8-10 cellule situate nella parte posteriore della sfera rispetto alla direzione del movimento. Questi sono gonidi. Queste cellule si distinguono tra le altre per le loro dimensioni maggiori. Quando si dividono, si forma prima una piastra piatta di 16 cellule (fase gonica), un'ulteriore divisione porta alla formazione di una sfera aperta con un piccolo foro aperto diretto verso la superficie esterna della colonia madre. Le cellule in formazione del nuovo organismo si affacciano con i loro flagelli all'interno della sfera. L'orientamento normale delle cellule (con le estremità anteriori rivolte verso l'esterno) si ottiene capovolgendo completamente la sfera aperta, solo dopo che la sua apertura viene chiusa. Le cellule riproduttive si differenziano molto presto, tanto che all’interno del corpo della madre si possono osservare non solo colonie di figlie ma anche di nipoti. Le giovani colonie vengono rilasciate dopo la distruzione della colonia madre.

Le cellule utilizzate per la riproduzione sessuale sono l'oogonia e l'anteridio. Gli oogoni verde scuro sono molto più grandi delle altre cellule e sono privi di flagelli. Nell'oogonia si sviluppa un grande uovo. Gli anteridi formano pacchetti di sperma. Il processo sessuale in Volvox è oogamo. Esistono specie bisessuali e dioiche, nonché cloni omo ed eterotallici. Si forma uno zigote a riposo, che germina in una giovane colonia figlia dopo la divisione di riduzione dei nuclei diploidi. Il ciclo di sviluppo è monoaplobionte.

Oggetti: r. chlamydomonas, r. Volvox.

Progresso

1. Esaminare prima il chlamydomonas a basso ingrandimento (ingrandimento m.), poi più in dettaglio ad alto ingrandimento (ingrandimento b.) studiare gli individui immobili, osservare il movimento del chlamydomonas.

2. Realizza due disegni:

a) comparsa di Chlamydomonas. Etichetta il guscio, cromatoforo;

b) diagramma della struttura di una cellula di Chlamydomonas utilizzando una tabella. Etichettare la membrana, il citoplasma, il nucleo, il cromatoforo, l'occhio (stigma), il pirenoide, i flagelli, i vacuoli pulsanti.

3. Considerare a m. e disegnare una coenobia sferica di Volvox con colonie figlie dalla preparazione.

4. Realizza un disegno schematico utilizzando una tabella, che rifletta le caratteristiche strutturali del cenobio. Etichetta protoplasti, processi citoplasmatici, plasmodesmi, flagelli, oogoni, anteridi.

Ordina il clorococco (Clorococco)

L'ordine comprende forme unicellulari e cenobiali con organizzazione cellulare coccoide.

Genere Chlorococcus (Clorococco)

Il genere Chlorococcus comprende 38 specie e si trova in diversi habitat: nell'acqua, sia nel plancton che nel benthos; nel terreno, così come sulla corteccia degli alberi, su vecchi edifici in legno. Il clorococco fa parte dei licheni.

È un'alga coccoide unicellulare, immobile allo stato vegetativo. Le cellule hanno un cromatoforo a forma di coppa con un pirenoide, ma mancano flagelli, ocelli e vacuoli pulsanti. Il nucleo si trova nella cavità del cromatoforo. Negli individui anziani si possono osservare diversi nuclei, le cellule sono ricoperte da una spessa membrana di cellulosa.

Il Chlorococcus si riproduce asessualmente utilizzando zoospore biflagellate allungate. Il protoplasto della cellula madre si divide e forma da 8 a 32 zoospore, che vengono rilasciate dopo la distruzione della parete della cellula madre. Il periodo di movimento attivo è breve; Dopo aver nuotato per un po ', le zoospore perdono i flagelli, si rivestono di una conchiglia e crescono raggiungendo dimensioni caratteristiche di una particolare specie. Il processo sessuale è isogamo. Il ciclo di sviluppo è monoaplobionte.

Genere Hydrodicyon (Idrodizione)

Hydrodicyon è un genere piccolo ma diffuso. Si trova nelle acque stagnanti di fiumi, stagni e altri corpi idrici stagnanti arricchiti di azoto. Si tratta di un'alga cenobia macroscopica, composta da un gran numero (fino a 20.000) di cellule. I vecchi esemplari raggiungono un metro di lunghezza e le loro cellule misurano fino a un centimetro e mezzo.

L'idrodizione ha l'aspetto di una rete chiusa costituita da cellule 5-6-gonali formate da cellule giganti collegate dalle loro estremità. Nelle cellule dei reticoli adulti c'è un vacuolo gigante, il citoplasma si trova da parete a parete e contiene un cromatoforo reticolato con numerosi pirenoidi e un gran numero di piccoli nuclei. Il guscio è di cellulosa. Ogni cellula svolge tutte le funzioni dell'organismo (nutrizione e riproduzione).

La riproduzione della rete idrica è asessuata e sessuata. Le cellule che hanno già raggiunto dimensioni abbastanza grandi (0,2 mm) iniziano a riprodursi asessualmente. Il numero di zoospore caratteristico di questo tipo di rete si forma nel protoplasto. Le zoospore non lasciano la cellula madre, ma si muovono all'interno della cellula per un certo periodo.

Quindi i flagelli vengono liberati e piegati in una rete giovane, attaccandosi l'uno all'altro nei punti in cui passano i fili di microtubuli. Le cellule del reticolo giovane sono mononucleari, con un cromatoforo lamellare portante un pirenoide. Per qualche tempo, la giovane rete vive sotto il guscio della cellula madre, ma le sue dimensioni aumentano rapidamente e le cellule si allungano. Alla fine, il guscio della cellula madre viene distrutto e la rete inizia a vivere in modo indipendente.

La riproduzione sessuale è isogama; si formano più gameti delle zoospore e sono molto più piccoli. Lo zigote è colorato di rosso mattone con ematocromo. Dopo un periodo di riposo, lo zigote si divide riduzionalmente e germina in quattro grandi zoospore. Sono inattivi, perdono presto i flagelli e si ricoprono di nuovo di un guscio spesso, ma già scolpito, trasformandosi nel cosiddetto poliedro I poliedri, i cui gusci portano processi e il contenuto è ricco di inclusioni grasse, apparentemente sono importanti per la diffusione delle alghe. I poliedri tollerano tranquillamente il disseccamento e costituiscono quindi la seconda fase di riposo nel ciclo di sviluppo della rete idrica.

Genere Clorella (Clorella)

La clorella è un'alga molto diffusa. In natura si trova nel plancton e nel benthos di vari corpi idrici, sul suolo, partecipa alla formazione del corpo dei licheni, e vive anche in simbiosi con piccoli animali, formando la cosiddetta zooclorella. Questa è una delle alghe coltivate. Grazie al suo alto tasso di riproduzione, la clorella produce una grande resa di biomassa.

La clorella è un'alga coccoide sferica e unicellulare. Il protoplasto contiene un cromatoforo a forma di campana con una grande depressione. Un nucleo può essere trovato nella cavità del cromatoforo. La clorella si riproduce solo asessualmente - tramite autospore. Il processo riproduttivo è sconosciuto. Il ciclo di sviluppo è asessuato, monoaplobionte.

Oggetti: r. clorococco, pag. maglia d'acqua, fiume clorella.

Progresso

1. Consideriamo b. portato via e abbozzare il clorococco. Etichettare il guscio spesso (adattamento a uno stile di vita aerofilo), cromatoforo a forma di coppa.

2. Considerare a m. un frammento del cenobio del reticolo idrico e disegnarlo, evidenziando le cellule 5-6-gonali che formano il cenobio. Etichettare la cellula cenobio e i cromatofori.

3. Consideriamo b. portato via e disegna una cella di cenobio con un cenobio giovane all'interno della cella. Etichetta la membrana della cellula madre, il giovane cenobio.

4. Disegna la clorella in b. portato via Etichetta il guscio spesso, cromatoforo.

Ordina Ulotrix (Ulotrichale)

L'ordine unisce le alghe che hanno un tallo sotto forma di un filo non ramificato composto da cellule mononucleari, meno spesso un tallo lamellare o tubolare.

Rod Ulotrix (Ulotrix)

Ulotrix è un genere abbastanza grande, presente in acque dolci e leggermente salmastre, preferendo acque correnti pulite. Nella zona costiera di fiumi e torrenti, soprattutto nelle zone dal clima adatto, si può trovare Ulothrix zonata. L'Ulothrix bentonica, un'alga attaccata, forma grappoli sulle rocce costiere.

Ulotrix è un'alga multicellulare, filamentosa e non ramificata. Tutte le cellule, ad eccezione di quella basale, che serve per l'attaccamento, sono dello stesso tipo. Sono ricoperti da un sottile guscio di cellulosa, talvolta viscido. Cromatoforo murale sotto forma di cintura chiusa o aperta con un gran numero di pirenoidi. Nelle cellule c'è un solo nucleo. Il numero di cellule nei filamenti è incerto, poiché in parti superiori le cellule si dividono costantemente sullo stesso piano. Ulotrix si riproduce vegetativamente (mediante frammentazione dei filamenti), asessualmente e sessualmente. La riproduzione asessuata è effettuata da zoospore dotate di quattro isoconti e flagelli isomorfi. Le zoospore, germinando, formano filamenti di ulotrix. Qualsiasi cellula diversa dalla cellula basale del filamento può potenzialmente diventare uno zoosporangio. Ulotrix forma isogameti biflagellati. Dopo la fusione, si forma un planozigote (una cellula mobile con quattro flagelli), che poi perde i flagelli e si differenzia in uno sporofito unicellulare: un corpo espanso ricoperto da una spessa membrana su un gambo sottile. Lo zigote-sporofito rimane per qualche tempo in questo stato dormiente e poi, dopo la divisione di riduzione, si formano zoospore in numero 4-16. Questo ciclo vitale è caratteristico di Ulothrix zonata. In alcune specie, lo zigote si trasforma in un filamento diploide. Pertanto, il ciclo di sviluppo in Ulothrix zonata è caratterizzato da un cambiamento eteromorfo tra uno sporogametofito aploide filamentoso multicellulare e uno sporofito diploide unicellulare.

Rod Ulva (Ulva)

Il genere Ulva è conosciuto come “Lattuga di mare” ed è molto diffuso ma predilige acque poco profonde. L'Ulva è un'alga, ma tollera bene la desalinizzazione. Vive nelle foci dei fiumi, negli estuari poco profondi e nelle paludi marine; Tollera bene, e in parte preferisce, acque con notevole inquinamento organico. La popolazione locale la utilizza a scopo alimentare, ma l'ulva non ha alcun valore commerciale.

Il tallo dell'ulva è multicellulare, lamellare, costituito da due strati di cellule, i bordi della placca sono ondulati a causa di divisioni cellulari più intense nelle zone marginali, rispetto a quelle centrali. Alla base la placca si restringe in un corto picciolo provvisto di suola, con la quale si attacca al substrato solido. La differenziazione cellulare nel tallo dell'ulva è bassa. Non esistono organi riproduttivi speciali. Potenzialmente, ogni cellula può diventare uno sporangio in una generazione diploide o un gametangio in una generazione aploide. Alcune cellule hanno proiezioni tubolari che scendono lungo la parte centrale del tallo.

La riproduzione asessuata viene effettuata da zoospore quattro flagellate formate su piante diploidi dopo la divisione di riduzione. Le zoospore germinano in un filo a fila singola, non ramificato, ma anche prima che inizi la divisione, viene rilevata la polarizzazione nella zoospora che ha perso i flagelli e si è depositata sul terreno. L'estremità superiore è più spessa e l'estremità inferiore è sottile e allungata, da cui successivamente si formano le strutture di attacco. Il processo sessuale è iso o eterogamo, i gameti sono biflagellati. Il ciclo di sviluppo è aplodiplobionte con cambio generazionale isomorfo.

Oggetti: r. ulotrix, r. ulva.

Progresso

1. Consideriamo b. portato via e disegnare una sezione del filamento dell'ulotrix, prestando attenzione alla struttura del cromotoforo. Etichettare le cellule del tallo: membrana cellulare, cromatoforo, pirenoidi.

2. Disegna l'aspetto del tallo dell'ulva utilizzando un supporto bagnato.

Ordine Chaetophoraceae (Chaetophorales)

L'ordine comprende forme filamentose multicellulari di tipo eterotrico con differenziazione del tallo in un sistema orizzontale di filamenti, distribuiti sul substrato, ed un sistema verticale di filamenti.

Genere Draparnaldia (Draparnaldia)

Le specie di questo genere sono esigenti in termini di pulizia e aerazione dei bacini idrici e preferiscono fiumi e torrenti a flusso rapido. Crescono in massa a profondità abbastanza significative (10 m), formandovi interi boschetti. La Draparnaldia bentonica è un'alga attaccata con struttura filamentosa eterotrica. Ha filamenti lunghi (crescita illimitata) debolmente ramificati con un cromatoforo a forma di cintura con bordi frastagliati. Il cromatoforo in tali rami è piccolo rispetto al volume totale della cellula, quindi le cellule dei filamenti principali sono pallide. Mazzi di rami corti, molto ramificati, di crescita limitata si estendono da questi fili in spirali, questi sono assimilatori; I cromatofori in essi contenuti sono montati a parete e di grandi dimensioni; cellule verdi. Ogni filo corto termina con un lungo pelo incolore. Gli organi riproduttivi si trovano tra gli assimilatori. Riproduzione asessuata mediante zoospore a quattro flagelli. Il processo sessuale è isogamia o eterogamia. Il ciclo di sviluppo è monoaplobionte.

Genere Trentepolia (Trentepolia)

Trentepoly è un'alga terrestre aerofila che ben si adatta alla mancanza di umidità. Si deposita sulla corteccia di alberi, pietre ed edifici in legno. Soprattutto molte specie di questo genere sono state trovate nelle regioni tropicali e subtropicali umide, dove Trentepoly conduce spesso uno stile di vita epifita. La Trentepoly è facile da riconoscere tra le altre alghe terrestri per l'ematocromo, un carotenoide oleosolubile, che le conferisce un colore rosso mattone o giallo. Tallo trentepolia filamentoso eterotrico. I filamenti che si diffondono lungo il substrato sono costituiti da cellule rotonde o ovali ricoperte da una spessa membrana a strati. Sono collegati tra loro da pori con plasmodesmi, ma tuttavia i filamenti striscianti si dividono facilmente in brevi frammenti o singole cellule. Questi frammenti e cellule allo stato secco vengono dispersi e trasportati dal vento. Pertanto, il trentepoly ha un meccanismo di propagazione vegetativa abbastanza efficace, che è particolarmente importante in condizioni di mancanza d'acqua. Le cellule contengono numerosi cromatofori a forma di disco o nastro, privi di pirenoidi, e un gran numero di nuclei, soprattutto nelle cellule vecchie. Oltre a quello orizzontale, esiste un sistema di fili verticali, costituito da celle più allungate. Sia i filamenti orizzontali che quelli verticali si ramificano abbondantemente per la divisione delle cellule apicali; su questi ultimi si formano cappucci stratificati;

La riproduzione asessuata avviene mediante zoospore a due o quattro flagellazioni formate in speciali cellule apicali - sporangi, seduti su cellule tubolari - steli. Gli sporangi vengono separati e trasportati interamente dalle correnti d'aria. Le zoospore si formano solo se lo sporangio è in acqua. Quindi il contenuto multinucleare molto rapidamente, in pochi minuti, si disintegra in sezioni mononucleari e vengono prodotte le zoospore. Anche i gametangi differiscono morfologicamente dalle cellule vegetative, ma si trovano prevalentemente su filamenti striscianti. A differenza degli sporangi, i gametangi sferici non hanno zampe. I gametangi sono trasportati anche dalle correnti d'aria. Una volta in acqua germinano con isogameti biflagellati. Tuttavia, la copulazione avviene raramente e i gameti si sviluppano partenogeneticamente (senza fecondazione). Se si formano zigoti, germinano come zoospore dopo un periodo di riposo. Il ciclo di sviluppo è monoaplobionte.

Oggetti: r. draparnaldia, r. Trentepoli.

Progresso

1. Considerare a m. e disegnare una sezione del talo filamentoso eterotrico di draparnaldia, notare le caratteristiche strutturali dei filamenti e degli assimilatori del “fusto”, mostrare la differenza nella struttura dei cromatofori nelle cellule del filamento assiale e nelle cellule dei rami laterali. Etichettare la filettatura assiale e le filettature dell'assimilatore.

2. Consideriamo b. portato via e disegnare la cella del filo assiale e la cella del filo assimilatore. Etichettare la membrana cellulare, cromatoforo.

3. Consideriamo b. portato via e disegna una sezione del filo trentepoly. Etichettare la membrana stratificata, le sostanze di stoccaggio (sotto forma di goccioline d'olio, colorate con ematocromo) e i cromatofori a forma di disco.

Ordina le Cladophoraceae (Cladoforali)

L'ordine comprende alghe di struttura non cellulare, filamentose, ramificate, divise da partizioni trasversali in segmenti disuguali, ciascuno dei quali contiene molti nuclei. I setti trasversali nascono indipendentemente dalla divisione nucleare.

Genere Cladophora (Cladofora)

Cladophora è un genere molto vasto e diffuso di alghe prevalentemente marine e in parte d'acqua dolce. Sono state descritte circa 150 specie. Si trova in acque poco profonde tra le onde, sulle rocce che sporgono nel mare, nelle lagune, negli stagni e nei laghi. Le giovani piante sono attaccate al terreno o a vari oggetti sommersi, ma successivamente si staccano e galleggiano, formando grossi ciuffi o fango duro; così come grandi grappoli sferici (10–15 cm di diametro). Il tallo è molto ramificato, con struttura sifonocladica. I segmenti formati dai setti trasversali non sono cellule nel vero senso della parola. La formazione dei setti trasversali è qualitativamente diversa dalla citocinesi e non è associata alla divisione nucleare. I segmenti non hanno le stesse dimensioni e contengono numeri diversi di core. Il cromatoforo reticolato si forma anche per contatto e fusione di cloroplasti inizialmente liberi. Il guscio esterno è spesso, cellulosico e mai viscoso, quindi il fango di Cladophora è duro e non scivoloso.

La riproduzione è asessuata e sessuata. Qualsiasi segmento di alghe può diventare uno zoosporangio o un gametangio. Le zoospore quattro flagellate emergono dallo sporangio attraverso un poro e dapprima crescono in un corpo vescicolare privo di setti (stadio sifonale), successivamente compaiono setti trasversali e si verifica la ramificazione delle strutture filamentose; Il processo sessuale è isogamo. Lo zigote diventa una pianta diploide. La maggior parte delle specie di Cladophora che vivono nei mari hanno un cambiamento isomorfo di generazioni, nel qual caso le zoospore si formano dopo la divisione di riduzione (meiozoo-spore), ma le specie di acqua dolce hanno un ciclo monodiplobionte, quando la divisione di riduzione precede la formazione dei gameti.

Oggetti: r. Cladofora.

Progresso

Consideriamo b. portato via e abbozzare una sezione del tallo ramificato di Cladophora con zoosporangi. Etichettare le cellule del tallo e gli zoosporangi unicellulari.

Coniugati di classe (Coniugatoficee)

I rappresentanti di questa classe hanno un tipo speciale di processo sessuale: coniugazione, non ci sono stadi flagellari e non esiste riproduzione asessuata da parte delle spore.

Ordina le Zignemaceae (Zygnematales)

Ordine Zygnemaceae - alghe multicellulari filamentose e non ramificate, il loro guscio è viscido e quindi scivoloso al tatto. Lo zigote germina come una piantina, gli altri tre nuclei formati durante il processo di riduzione della divisione muoiono.

Genere Spirogyra (Spirogira)

Il genere Spirogyra è uno dei più grandi e diffusi in tutto il globo: la si trova addirittura in Antartide. Un raro fossato, pozzanghera, stagno o lago è privo di muco al tatto e galleggia sulla superficie del fango. Il tallo della spirogira è filamentoso, non ramificato, tutte le cellule del filamento sono uguali e dello stesso tipo. La cellula ha uno o più cromatofori a parete, a spirale, a forma di nastro, con un gran numero di pirenoidi disposti lungo l'asse longitudinale. I bordi del cromatoforo non sono uniformi. La cellula contiene uno o più vacuoli contenenti linfa cellulare. Nel primo caso, il citoplasma occupa una posizione di parete. In presenza di numerosi vacuoli, oltre allo strato di parete del citoplasma, sono presenti filamenti citoplasmatici e un sacco citoplasmatico centrale, che contiene un grande nucleo, chiaramente visibile senza colorazione. Lo strato interno della membrana cellulare è cellulosa, lo strato esterno è pectina, fornisce muco e la formazione di un rivestimento gelatinoso, conferendo ai fili una sensazione setosa. Le spirogire, che vivono in specchi d'acqua con forti correnti, producono vari tipi di rizoidi che mantengono in posizione le alghe. La Spirogyra, come gli altri coniugati, non ha uno stadio flagellare nel ciclo di sviluppo e non forma spore. Si riproduce sia per frammentazione dei filamenti sia vegetativamente che sessualmente. Durante la coniugazione si formano numerosi zigoti che, dopo un periodo di riposo, germinano in un unico filo. Dei quattro nuclei aploidi formati durante il processo di riduzione e divisione, tre piccoli muoiono, lasciando un grande nucleo vitale. Tutti i nutrienti accumulati nello zigote vanno alla formazione di una piantina. Gli zigoti sono ben adattati a sopportare condizioni sfavorevoli. Sono ricoperti da uno spesso guscio scolpito a tre strati. La struttura del guscio dello zigote è un'importante caratteristica tassonomica.

Oggetti: r. spirogira.

Progresso

Consideriamo a m. e abbozzare l'aspetto del tallo multicellulare di Spirogyra. Etichetta la cellula del tallo.

1. Consideriamo b. portato via e disegna una cellula di Spirogyra. Etichettare la membrana cellulare, il cromatoforo, i pirenoidi,

nucleo, filamenti di citoplasma.

2. Osserva e disegna le diverse fasi del processo di coniugazione.

Indicare le fasi: formazione dei processi di coniugazione, compressione e flusso del protoplasto, formazione dello zigote.

Ordina le Desmidiaceae (Desmidiales)

Ordine Desmidiaceae - organismi unicellulari o colonie filamentose. La cella è composta da due metà uguali: mezze celle. Durante la propagazione vegetativa, ciascuna semicella completa la sua seconda metà.

Genere Closterium (Closterio)

Il Closterium è un'alga bentonica d'acqua dolce che richiede una buona illuminazione; vive in piccoli bacini, stagni, tranquille acque stagnanti dei fiumi e nelle incrostazioni di oggetti sottomarini. Con lo sviluppo di massa si formano accumuli mucosi. Il Closterium ama acqua pulita, ma tollera l'inquinamento organico e talvolta si trova nelle acque reflue. Questa è una forma unicellulare, il suo corpo a forma di falce è costituito da due metà simmetriche: semicelle. Il nucleo è situato al centro, nel sacco citoplasmatico. Il Closterium non ha la costrizione esterna caratteristica di altre alghe desmidiane, ma la struttura interna corrisponde alle caratteristiche dei rappresentanti di questo ordine. Closterium ha due cromatofori assiali identici di una struttura unica. Diverse piastre si estendono radialmente dall'asta centrale in modo che in una sezione trasversale il cromatoforo abbia l'aspetto di una stella dai molteplici raggi. Grandi pirenoidi si trovano lungo il fusto o sparsi casualmente alla base. La base del cromatoforo, rivolta verso il centro della cellula, è ampia alle estremità della cella, il cromatoforo si restringe conicamente; Ai poli della cellula sono presenti due piccoli vacuoli con linfa cellulare, nei quali sono immersi piccoli cristalli di gesso, in continuo movimento (moto browniano), e particolari corpi mucosi. Il guscio a tre strati del chiostro è penetrato da numerosi pori conici. Pori particolarmente grandi si trovano alle estremità delle cellule. Questi pori secernono muco, che consente alle alghe di muoversi lentamente. Mentre un'estremità del corpo è fissata al substrato, l'altra esegue movimenti oscillatori. Le alghe vengono quindi attaccate al substrato all'altra estremità. Così, ruzzolando, il chiostro si sposta verso la sorgente luminosa.

La propagazione del Closterium è vegetativa. Le cellule si dividono trasversalmente. Ogni cellula figlia riceve metà della cellula madre con un cromatoforo. La seconda metà, cioè la semicella, viene ricostruita. All'inizio, la giovane semicella non ha un cloroplasto, e solo allora il cromatoforo della vecchia semicella si divide e metà di esso passa nella nuova semicella. Pertanto, ogni individuo del clasterium è costituito da due metà di età diverse: una più vecchia e l'altra più giovane. Il processo sessuale è la coniugazione di due individui immersi nel muco comune. Lo zigote è ricoperto da una membrana a strati spessi ed è ben adattato a resistere a condizioni sfavorevoli. Gli zigoti rimangono dormienti per tutto l'inverno e i nuclei rimangono non fusi per lungo tempo. Dallo zigote si formano due giovani closteria, ciascuno dei quali riceve due nuclei meiotici aploidi. Uno, piccolo, degenera presto. In secondo luogo, diventa il nucleo di un nuovo individuo. Il ciclo di sviluppo è monoaplobionte.

Oggetti: r. chiostro.

Progresso

1. Considera il chiostro ingrandito. e osservarne il movimento.

2. Esaminare la cella del closterium in b. portato via e disegnalo. Etichettare la membrana cellulare, il nucleo, i cromatofori, i pirenoidi, i vacuoli terminali con cristalli di gesso.

Domande e compiti

1. Elencare i principali tipi di organizzazione morfologica nelle alghe verdi. Descrivi ciascun tipo. Dare esempi.

2. Quali segni sono caratteristici dei rappresentanti del dipartimento delle alghe verdi?

3. In quali classi si dividono le alghe verdi? Quali sono le differenze tra i rappresentanti di ciascuna classe?

4. Cosa sono le colonie e i cenobi nelle alghe verdi? Fornire esempi di alghe verdi coloniali e cenobiali. Quali sono le differenze tra organismi coloniali e multicellulari?

5. Come avviene la riproduzione vegetativa nelle alghe verdi? Dare esempi.

6. Come avviene la riproduzione asessuata nelle alghe verdi? Dare esempi.

7. Quali processi sessuali sono caratteristici delle alghe verdi? Dare esempi.

8. Disegna il ciclo vitale di Chlamydomonda, Ulotrix, Ulva, Spirogyra. Etichettare sul diagramma quale generazione è uno sporofito e quale è un gametofito, l'insieme dei cromosomi (aploidi o diploidi) per ciascuna generazione e le cellule utilizzate per la riproduzione, il tipo di riduzione, divisione e processo sessuale. Indicare il tipo di ciclo vitale caratteristico di queste alghe.

9. Compila la tabella:

Caratteristiche comparative di classi e ordini

10. Descrivere il ruolo delle alghe verdi nella vita dei corpi idrici. Fornisci esempi di alghe verdi che vivono sulla terra.

Divisione delle diatomee (Bacillariophyta, Diatomee)

Un vasto dipartimento di organismi unicellulari e coloniali, che riunisce più di 10.000 specie. Le cellule di diatomee sono ricoperte da un guscio di silice, costituito da due metà che si incastrano l'una sull'altra, come il coperchio di una scatola. La metà più grande è l'epiteca mentre la metà più piccola è l'ipoteca. Ciascuna metà è costituita da un lembo (fondo) e da un anello per cintura (cintura) saldato ad esso. Inoltre, la cintura epitecale è sovrapposta alla cintura ipotecale. Sotto il guscio c'è un guscio di pectina. Le diatomee appartengono al gruppo delle alghe di colore bruno, caratterizzate dalla presenza di clorofille UN E Con, mascherato dal pigmento giallo fucoxantina. Un prodotto di riserva di natura carboidratica è la crisolamina. Le cellule monade sono spermatozoi con un flagello piumato. Le diatomee si riproducono vegetativamente, mediante divisione cellulare longitudinale con il completamento di una valvola: l'ipoteca. Processi sessuali: coniugazione e oogamia. Dopo il processo sessuale si forma uno zigote con la capacità di crescere (auxospore). Le diatomee vivono in uno stato diploide e solo i loro gameti sono aploidi.

Centrato sulla classe (Centroficee)

La classe Centric unisce alle alghe un guscio radialmente simmetrico e l'assenza di un apparato sutura-nodulare. Tutte le alghe centriche sono immobili. Il processo sessuale è oogamia.

Genere Melosira (Melosira)

La Melosira è un'alga coloniale filamentosa, costituita da cellule cilindriche simili collegate tra loro dal contatto di piccole spine poste sulle superfici arrotondate delle valvole. Il carapace della Melosira ha cinture larghe, quindi molto spesso le alghe vengono viste dalla sua superficie laterale. Le cellule hanno diversi cromatofori lobati disposti da parete a parete; il centro della cellula è occupato da un grande vacuolo con linfa cellulare.

Melosira non ha struttura sutura-nodo ed è quindi immobile.

Si riproduce per divisione e sessualmente. Il processo sessuale è oogamia. In alcune cellule, dopo la divisione ridotta, si forma un uovo, in altre - quattro spermatozoi con un flagello. Lo zigote è ricoperto da un sottile guscio di pectina altamente estensibile. Gli zigoti a crescita intensiva sono chiamati auxospore. Poiché il processo sessuale coinvolge cellule frantumate dopo ripetute divisioni, l'auxospore ripristina il loro volume originale. Raggiunta una certa dimensione, l'auxospora produce il proprio guscio. Il ciclo di sviluppo della Melosira è monodiplobionte.

Oggetti: r. melosira.

Progresso

1. Esaminare una sezione della colonia di melosira in b. portato via e disegna le alghe dal lato della cintura e dal lato dell'anta. Etichettare la cellula della colonia, l'epiteca, l'ipoteca.

2. Trova e disegna l'auxospore.

Pennato di classe (Pennatoficee)

La classe Pennate comprende alghe con simmetria bilaterale del guscio, dotate di apparato sutura-nodulare e dotate di capacità di movimento. Il processo sessuale è la coniugazione.

Genere Pinnularia (Pinularia)

Il genere Pinnularia comprende più di 150 specie. Vive in corpi idrici freschi e poveri di calcare. Conduce uno stile di vita bentonico sul fondo o nelle incrostazioni di oggetti sottomarini. Pinnularia, come altre diatomee, ce l'ha Grande importanza come fonte di cibo per piccoli animali ed è l'anello iniziale delle catene alimentari negli ecosistemi acquatici. Si tratta di un'alga unicellulare che ha una struttura sutura-nodulare e, di conseguenza, mobile. Tra le altre diatomee unicellulari, la Pinnularia è di grandi dimensioni e quindi comoda per lo studio. Dalla cintura, la conchiglia ha contorno rettangolare e le valvole vanno da lineari a ellittiche. Le estremità delle valvole sono per lo più arrotondate, ma possono essere retratte e capitate. Al centro e alle estremità della valvola sono ben visibili noduli e due aperture a fessura (sutura) a forma di S che vanno dal nodulo periferico a quello centrale. Lungo i bordi della valva è chiaramente visibile un chiaro schema di partizioni parallele, soprattutto sui gusci vuoti - settembre, non raggiungere la cucitura. Le cellule della Pinnularia sono mononucleari con due cromatofori lamellari, con bordi curvi. Il lato largo e piatto del cromatoforo è rivolto verso la cintura e i suoi bordi sono rivolti verso il lato della valva. Le cellule vive e attive della pinnularia sono di colore bruno-giallastro, poiché la fucoxantina maschera i pigmenti verdi, ma nelle cellule morenti la fucoxantina viene lavata via e il cromatoforo diventa verde. Le cellule hanno due vacuoli separati da un ponte citoplasmatico centrale. Contiene il nucleo. La Pinnularia immagazzina volutina, visibile al microscopio ottico come corpi sferici lucidi e opachi, e goccioline d'olio. Sotto il guscio, la cellula è ricoperta da un guscio viscido di pectina. La pinnularia, che ha un apparato a nodo di sutura, si muove attivamente, strisciando lungo il substrato.

La Pinnularia si riproduce per divisione parallela alle valve. Ciascuna valvola figlia riceve una valvola madre, mentre la seconda valvola, completata, è sempre un'ipoteca. A causa di questa caratteristica, ad ogni divisione, una cellula figlia è sempre leggermente più piccola della cellula madre e nella popolazione si possono trovare individui misure differenti. Il processo sessuale non è stato rilevato nella Pinnularia e non si formano auxospore. Si può presumere che le cellule grandi si dividano più spesso di quelle piccole e che quelle più piccole non si dividano affatto. Ciclo vitale – monodiplobionte.

Oggetto: r. Pinnularia.

Progresso

1. Considera la pinnularia in b. portato via Disegna la gabbia dal lato dell'anta. Etichettare la membrana cellulare, sutura, noduli, setti, cromatoforo.

2. Disegna la gabbia dal lato della cintura. Etichetta epiteca, ipoteca.

Domande e compiti

1. Quali livelli e tipi di organizzazione morfologica sono caratteristici dei rappresentanti delle diatomee?

2. Quali sono le caratteristiche strutturali delle cellule di diatomee?

3. Qual è la struttura del guscio delle diatomee?

4. Quali sono i principi di classificazione delle diatomee?

5. Quali metodi di riproduzione sono tipici delle diatomee?

6. Come si svolgono i processi sessuali nelle diatomee? Cos'è un'auxospora?

7. Dove vivono le diatomee? Quali caratteristiche di adattamento agli stili di vita planctonici e bentonici hanno le diatomee? Fornisci esempi di diatomee planctoniche e bentoniche.

8. Schizza il ciclo vitale di Pinnularia e Melosira. Etichettare sul diagramma quale generazione è uno sporofito e quale è un gametofito, l'insieme dei cromosomi (aploidi o diploidi) per ciascuna generazione e le cellule utilizzate per la riproduzione, il tipo di riduzione, divisione e processo sessuale. Indicare il tipo di ciclo vitale caratteristico di queste alghe.

Dipartimento Alghe brune (Feofita)

I principali pigmenti delle alghe brune sono le clorofille UN E Con, carotenoidi e xantofille, tra cui la fucoxantina, che maschera i pigmenti verdi e conferisce alle alghe un caratteristico colore marrone. Prodotti di ricambio – laminarin (una sostanza di natura carboidrata); il mannitolo è un alcol zuccherino e una piccola quantità di grasso. I feoplasti sono lamellari o più spesso numerosi a forma di disco (cromatoforo granulare), situati nello spazio perinucleare sotto la membrana esterna del nucleo, che ricopre ciascun feoplasto, formando il reticolo endoplasmatico del feoplasto. I pirenoidi sporgono sopra la superficie sotto forma di rene. Le cellule hanno un nucleo, grandi vacuoli con linfa cellulare e piccoli vacuoli contenenti tannini e chiamati fisodi.

Il guscio è costituito da due strati: lo strato esterno di mucillagine, contenente acido alginico, e lo strato interno, formato da uno speciale tipo di cellulosa - algulosa. Le cellule monade con due flagelli eteroconti ed eteromorfi si trovano sul lato della cellula. Quello anteriore è lungo, piumoso, ricoperto di mastigonemi, quello posteriore è corto, liscio. La gamma di strutture morfologiche è ampia: dalle forme filamentose eterotriche alle forme differenziate di tessuto lamellare. In tutte le alghe brune, ad eccezione dei rappresentanti dell'ordine Fucus, che non hanno riproduzione asessuata e sono diplobionti, si osserva un cambio di generazioni: in alcune è isomorfo, in altre è eteromorfo. Questi diversi tipi di ciclo vitale costituiscono la base della moderna divisione delle alghe brune in tre classi.

Con poche eccezioni, le alghe brune sono alghe marine, particolarmente abbondanti nelle acque fredde degli emisferi settentrionale e meridionale.

Classe isogenerata (Isogeneratoficee)

La classe Isogenerate comprende alghe con alternanza di generazioni isomorfe oppure eteromorfe, ma con dominanza del gametofito.

Ordina Ectocarpales comprende forme eterotriche.

Genere Ectocarpus (Ectocarpo)

L'ectocarpus è un'alga bentonica marina molto diffusa, presente a tutte le latitudini nella fascia costiera dei mari e degli oceani. Le alghe si depositano su pietre e altri oggetti sottomarini, comprese le piante. Essendo tolleranti alle diverse salinità dell'acqua, gli ectocarpi sono coinvolti nell'incrostazione delle navi. Anche l'intervallo di temperatura degli habitat dell'ectocarpo è ampio. Cresce sia nei mari freddi che in quelli caldi ed è attivo sia in estate che in inverno. L'ectocarpus è un'alga macroscopica (fino a 60 cm), eterotrica filamentosa, dall'aspetto di cespugli ramificati.

Alla base sono presenti rizoidi striscianti orizzontali che attaccano le alghe al substrato. I rami verticali alla base del tallo, ricoperti da una corteccia di filamenti rizoidali, si assottigliano verso l'apice e terminano in lunghe cellule incolori. La crescita avviene a causa della divisione delle cellule situate in diverse parti del tallo. Le cellule dell'ectocarpo contengono piccoli vacuoli con linfa cellulare, un nucleo nello strato della parete del citoplasma e diversi cromatofori a forma di nastro con pirenoidi. Nelle cellule che invecchiano, il cromatoforo assume la forma di un disco.

La riproduzione dell'ectocarpo è asessuata e sessuata. Le meiozoospore, a forma di rene con due flagelli disuguali attaccati alla superficie laterale, sono formate in sporangi unicellulari seduti su un gambo unicellulare. Tali sporangi si formano su piante sporofitiche diploidi. Nelle piante aploidi multiloculari organi riproduttivi. Ogni nido produce una cellula riproduttiva dell'organizzazione monadica. Molto spesso, queste cellule si comportano come gameti e si fondono per formare uno zigote. Morfologicamente sono della stessa tipologia, ma differiscono nel comportamento: fisiologicamente i gameti femminili sono meno mobili e si depositano rapidamente sul fondo; fisiologicamente, gli uomini sono più attivi. Dallo zigote cresce uno sporofito diploide. Il ciclo sopra descritto corrisponde al tipo diplo-aplobionte con un'alternanza isomorfa di generazioni, ma l'ectocarpo presenta deviazioni da questo ciclo, ad esempio i gameti possono germinare partenogeneticamente senza fecondazione, dando nuovi individui aploidi. In questo modo, a quanto pare, si ottiene il completo adattamento dell'ectocarpo alle condizioni di esistenza e si spiega la sua ampia ampiezza ecologica.

Oggetti: r. ectocarpus (campioni di erbario, micropreparati).

Progresso

1. Esaminare i campioni di erbario di ectocarpo. Disegna l'aspetto del tallo eterotrico dell'ectocarpo.

2. Consideriamo b. portato via e schizzo delle aree di preparazione del tallo ectocarpo con gametangi multicamerati e sporangi monocamerali. Etichettare le cellule del tallo, del gametangio e dello sporangio.

Classe eterogenea (Eterogeneratoficee)

La classe Heterogenerate è caratterizzata da un'alternanza eteromorfa di generazioni con la dominanza dello sporofito e di piccoli gametofiti microscopici.

Include alghe con un tallo complesso avente una struttura tissutale. La crescita viene effettuata grazie alla divisione delle cellule situate nel punto di transizione della parte fogliare del tallo nel picciolo (crescita intercalare).

Genere Laminaria (Laminaria)

Due tipi di alghe sono conosciute e ampiamente diffuse nei mari del nord: la laminaria da zucchero (L. saccharina (L.) Lamour) e la laminaria da dito (L. digitata (Hudz.Lam)), che formano intere piantagioni nella zona sublitorale superiore e sono alghe commerciali. La Laminaria è chiamata "alga marina" ed è un prezioso prodotto alimentare utilizzato nell'alimentazione degli animali, nonché nella produzione di vari prodotti alimentari e medicinali per l'uomo.

La Laminaria è un'alga bentonica attaccata di grandi dimensioni, complessamente differenziata, con vera struttura tissutale. Le sue cellule meristematiche sono in grado di dividersi in tre direzioni reciprocamente perpendicolari e formare strutture tridimensionali in cui tutte le cellule sono collegate tra loro da plasmodesmi. Il tallo delle alghe è differenziato in tre parti ben distinguibili: potenti rizoidi a forma di artiglio con cui è attaccato al substrato, una parte radialmente simmetrica, il cosiddetto picciolo, e una placca appiattita. Le prime due strutture sono perenni, la placca muore e ricresce grazie al meristema intercalare situato nella parte superiore del picciolo. Anche l'organizzazione interna del corpo delle alghe è piuttosto complessa. La superficie del picciolo ha cellule strettamente chiuse contenenti grani di feoplasto. Negli strati più profondi le cellule sono incolori e allungate in direzione longitudinale. Al centro, le cellule si trovano liberamente e formano un nucleo. Il picciolo cresce gradualmente di spessore e su una sezione trasversale sono chiaramente visibili strati che ricordano gli anelli di crescita. Nella struttura anatomica della placca si distingue anche una piccola corteccia cellulare. Al centro c'è una "vena", le cui cellule assomigliano nella loro struttura alle cellule del setaccio delle piante superiori.

Le Laminaria si riproducono sessualmente e asessualmente. Gli sporangi si trovano sulla superficie della piastra, formando intere aree o campi portatori di spore, sui quali si trovano sporangi a forma di sacco e processi-parafisi sterili allungati in uno strato di palizzata. Negli sporangi, dopo la divisione della riduzione, si formano meiozoospore biflagellate, a forma di rene, che germinano in organismi aploidi. I gametofiti femminili e maschili sono diversi dallo sporofito. Si tratta di piante microscopiche filiformi e sottosviluppate (protallati). Hanno vita breve, la loro funzione principale è la produzione di gameti. Il processo sessuale è oogamia. Lo zigote germina senza periodo dormiente e si sviluppa in uno sporofito diploide. Pertanto, quasi tutta la vita attiva delle alghe avviene nello stato diploide. Il ciclo di sviluppo è diplogaplobionte con alternanza eterotrofa di generazioni, con dominanza sporofita.

Fine del frammento introduttivo.

Quanto è bello e sorprendente mondo sottomarino, è altrettanto misterioso. Fino ad ora, gli scienziati stanno scoprendo alcune specie di animali completamente nuove e insolite, esplorando le incredibili proprietà delle piante e ampliando le loro aree di applicazione.

La flora degli oceani, dei mari, dei fiumi, dei laghi e delle paludi non è così varia come quella terrestre, ma è anche unica e bella. Proviamo a capire cosa sono queste straordinarie alghe, qual è la struttura delle alghe e il loro significato nella vita degli esseri umani e di altri esseri viventi.

Posizione sistematica nel sistema del mondo organico

Secondo gli standard generalmente accettati, le alghe sono considerate un gruppo di piante inferiori. Fanno parte dell'Impero Cellulare e del sottoregno delle Piante Inferiori. In realtà, questa divisione si basa proprio sulle caratteristiche strutturali di questi rappresentanti.

Hanno preso il nome perché sono in grado di crescere e vivere sott'acqua. Nome latino: alghe. Da qui il nome della scienza che si occupa dello studio dettagliato di questi organismi, del loro significato economico e della loro struttura: l'algologia.

Classificazione delle alghe

I dati moderni consentono di classificare tutte le informazioni disponibili sui diversi tipi di rappresentanti in dieci dipartimenti. La divisione si basa sulla struttura e sull'attività vitale delle alghe.

1. Blu-verde unicellulare o cianobatteri. Rappresentanti: cyanea, fucile, microcystis e altri.
2. Diatomee. Questi includono pinnularia, navicula, pleurosigma, melosira, gomphonema, sinedra e altri.
3. D'oro. Rappresentanti: crisodendro, cromulina, primnesio e altri.
4. Porfirico. Questi includono il porfido.
5. Marrone. Cystoseira e altri.
6. Giallo verde. Ciò include classi come Xanthopodaceae, Xanthococcaceae e Xanthomonadaceae.
7. Rossi. Gracillaria, ahnfeltia, fiori scarlatti.
8. Verde. Chlamydomonas, Volvox, Chlorella e altri.
9. Evshenovye. Questi includono i rappresentanti più primitivi dei verdi.
10. come principale rappresentante.

Questa classificazione non riflette la struttura delle alghe, ma mostra solo la loro capacità di fotosintetizzare a diverse profondità, esibendo pigmentazioni di un colore o di un altro. Cioè, il colore di una pianta è il segno con cui viene assegnata all'uno o all'altro dipartimento.

Alghe: caratteristiche strutturali

La loro principale caratteristica distintiva è che il corpo non è differenziato in parti. Cioè, le alghe, come le piante superiori, non hanno una chiara divisione in un germoglio, costituito da uno stelo, foglie e un fiore, e un apparato radicale. La struttura corporea delle alghe è rappresentata da un tallo, o tallo.

Inoltre manca anche il sistema radicale. Invece, ci sono speciali processi filiformi sottili traslucidi chiamati rizoidi. Svolgono la funzione di fissarsi al substrato, agendo come ventose.

Il tallo stesso può essere molto varie forme e colorazione. A volte in alcuni rappresentanti ricorda molto un germoglio di piante superiori. Pertanto, la struttura delle alghe è molto specifica per ciascun dipartimento, quindi in futuro verrà discussa in modo più dettagliato utilizzando esempi dei rappresentanti corrispondenti.

Tipi di talli

Il tallo è la principale caratteristica distintiva di qualsiasi alga multicellulare. Le caratteristiche strutturali di questo organo sono quelle che può essere il tallo tipi diversi.

1. Ameboide.
2. Monadico.
3. Capsulare.
4. Coccoide.
5. Filamentoso o tricale.
6. Sarcinoide.
7. Tessuto falso.
8. Sifone.
9. Pseudoparenchimatoso.

I primi tre sono più tipici per le forme coloniali e unicellulari, il resto per un'organizzazione più avanzata, multicellulare e complessa.

Questa classificazione è solo approssimativa, poiché ogni tipo ha varianti transitorie, e quindi è quasi impossibile distinguerle l'una dall'altra. La linea di differenziazione è cancellata.

Cellula delle alghe, sua struttura

La particolarità di queste piante risiede inizialmente nella struttura delle loro cellule. È un po' diverso da quello dei rappresentanti superiori. Esistono diversi punti principali in base ai quali si distinguono le cellule.

1. In alcuni individui contengono strutture specializzate di origine animale - organelli di locomozione (flagelli).
2. A volte c'è lo stigma.
3. Le membrane non sono esattamente le stesse di quelle di una normale cellula vegetale. Sono spesso dotati di strati aggiuntivi di carboidrati o lipidi.
4. I pigmenti sono racchiusi in un organo specializzato: il cromatoforo.

Altrimenti obbedisce la struttura della cellula delle alghe regole generali quello delle piante superiori. Loro hanno anche:

• nucleo e cromatina;
• cloroplasti, cromoplasti e altre strutture contenenti pigmenti;
• vacuoli con linfa cellulare;
• parete cellulare;
• mitocondri, lisosomi, ribosomi;
• Apparato del Golgi e altri elementi.

Inoltre, la struttura cellulare delle alghe unicellulari corrisponde a quella delle creature procariotiche. Cioè, sono assenti anche il nucleo, i cloroplasti, i mitocondri e alcune altre strutture.

La struttura cellulare delle alghe pluricellulari corrisponde completamente a quella delle piante terrestri superiori, ad eccezione di alcune caratteristiche specifiche.

Dipartimento delle alghe verdi: struttura

Questo reparto comprende le seguenti tipologie:

• unicellulare;
• multicellulare;
• coloniale.

In totale ci sono più di tredicimila specie. Classi principali:

• Volvoxaceae.
• Coniugati.
• Ulotrix.
• Sifone.
• Protococcico.

Le caratteristiche strutturali degli organismi unicellulari sono che l'esterno della cellula è spesso ricoperto da una membrana aggiuntiva che funziona come una sorta di scheletro: una pellicola. Ciò gli consente di proteggersi dalle influenze esterne, di mantenere una certa forma e, nel tempo, di formare bellissimi e sorprendenti motivi di ioni metallici e sali sulla superficie.

Di norma, la struttura delle alghe verdi di tipo unicellulare include necessariamente una sorta di organello di locomozione, molto spesso un flagello all'estremità posteriore del corpo. Il nutriente di riserva è l'amido, l'olio o la farina. Principali rappresentanti: clorella, chlamydomonas, volvox, clorococco, protococco.

Molto interessanti sono i rappresentanti delle sifonacee come Caulerpa, Codium e Acetobularia. Il loro tallo non è di tipo filamentoso o lamellare, ma una cellula gigante che svolge tutte le funzioni fondamentali della vita.

Gli organismi multicellulari possono avere una struttura lamellare o filamentosa. Se parliamo di forme di lastre, spesso sono multistrato e non solo a strato singolo. Spesso la struttura di questo tipo di alghe è molto simile ai germogli delle piante terrestri più elevate. Più il tallo si ramifica, più forte è la somiglianza.

I principali rappresentanti sono le seguenti classi:

• Ulotrix - ulothrix, ulva, monostroma.
• Coppie o coniugati: zygonema, spirogyra, muzhozia.

Le forme coloniali sono speciali. La struttura delle alghe verdi di questo tipo consiste nella stretta interazione di un grande accumulo di rappresentanti unicellulari, uniti, di regola, dal muco nell'ambiente esterno. I principali rappresentanti possono essere considerati Volvox e Protococcal.

Caratteristiche della vita

Gli habitat principali sono corpi d'acqua dolce e mari, oceani. Spesso provocano la cosiddetta fioritura dell'acqua, coprendone l'intera superficie. La clorella è ampiamente utilizzata nell'allevamento del bestiame, poiché purifica e arricchisce l'acqua con l'ossigeno e viene utilizzata come mangime per il bestiame.

Le alghe verdi unicellulari possono essere utilizzate nei veicoli spaziali per produrre ossigeno attraverso la fotosintesi senza cambiare la loro struttura o morire. In termini di tempo, questo particolare reparto è il più antico nella storia delle piante sottomarine.

Dipartimento Alghe rosse

Un altro nome per il dipartimento è Bagryanka. È apparso a causa del colore speciale dei rappresentanti di questo gruppo di piante. È tutta una questione di pigmenti. La struttura delle alghe rosse nel suo insieme soddisfa tutte le caratteristiche strutturali di base delle piante inferiori. Possono anche essere unicellulari o pluricellulari e avere un tallo vari tipi. Ci sono rappresentanti sia grandi che estremamente piccoli.

Tuttavia, il loro colore è dovuto a determinate caratteristiche: insieme alla clorofilla, queste alghe hanno una serie di altri pigmenti:

• carotenoidi;
• ficobiline.

Mascherano il pigmento verde principale, quindi il colore delle piante può variare dal giallo al rosso vivo e al cremisi. Ciò accade a causa dell'assorbimento di quasi tutte le lunghezze d'onda della luce visibile. I principali rappresentanti: ahnfeltia, phyllophora, gracilaria, porphyra e altri.

Significato e stile di vita

Sono in grado di vivere in acque dolci, ma la maggior parte sono ancora rappresentanti marini. La struttura delle alghe rosse, e in particolare la capacità di produrre una sostanza speciale, l'agar-agar, ne consente un ampio utilizzo nella vita di tutti i giorni. Ciò è particolarmente vero per l’industria dolciaria alimentare. Inoltre, una parte significativa degli individui viene utilizzata in medicina e consumata direttamente dalle persone come cibo.

Dipartimento Alghe brune: struttura

Spesso, nell'ambito di un programma scolastico per lo studio delle piante inferiori e dei loro diversi dipartimenti, l'insegnante chiede agli studenti: “Elencare le caratteristiche strutturali La risposta sarà questa: il tallo ha al suo interno la struttura più complessa di tutti gli individui conosciuti delle piante inferiori sul tallo, spesso di dimensioni impressionanti, sono presenti vasi conduttori. Il tallo ha una struttura multistrato, motivo per cui assomiglia alla struttura tissutale delle piante terrestri superiori;

Le cellule dei rappresentanti di queste alghe producono muco speciale, quindi l'esterno è sempre ricoperto da uno strato particolare. I nutrienti di riserva sono:

• laminarite di carboidrati;
• oli (vari tipi di grassi);
• alcol mannitolo.

Questo è quello che devi dire se ti viene chiesto: “Elenca le caratteristiche strutturali delle alghe brune”. In realtà ce ne sono molti e sono unici rispetto ad altri rappresentanti delle piante sottomarine.

Uso agricolo e distribuzione

Le alghe brune sono la principale fonte di composti organici non solo per gli erbivori marini, ma anche per le popolazioni che vivono nelle zone costiere. Il loro consumo come cibo è diffuso tra diversi popoli del mondo. Da loro si ricavano medicinali, farina e minerali e si ottengono acidi alginici.

Alga marina

Le alghe (dal latino Algae) sono un gruppo ecologico eterogeneo di organismi unicellulari, coloniali o multicellulari prevalentemente fototrofici, che di solito vivono in un ambiente acquatico e rappresentano sistematicamente un insieme di molte divisioni. Entrando in simbiosi con i funghi, questi organismi, nel corso dell'evoluzione, hanno formato organismi completamente nuovi: i licheni. Lo studio delle alghe è una tappa importante nella formazione di specialisti nel campo della maricoltura, della piscicoltura e dell'ecologia marina. La scienza delle alghe si chiama algologia.

informazioni generali

Le alghe sono un gruppo di organismi di diversa origine, accomunati dalle seguenti caratteristiche: presenza di clorofilla e nutrizione fotoautotrofa; negli organismi multicellulari - mancanza di chiara differenziazione del corpo (chiamato tallo o tallo) in organi; mancanza di un sistema di conduzione pronunciato; che vivono in un ambiente acquatico o in condizioni umide (terreno, luoghi umidi, ecc.). Loro stessi non hanno organi, tessuti e mancano di una membrana di copertura.

Alcune alghe sono capaci di eterotrofia (nutrendosi di materia organica già pronta), sia di osmotrofia (sulla superficie cellulare), ad esempio flagellati, sia di ingestione attraverso la bocca cellulare (euglena, dinofite). La dimensione delle alghe varia da frazioni di micron (coccolitofori e alcune diatomee) a 30-50 m (alghe brune - alghe, macrocystis, sargassum). Il tallo può essere unicellulare o multicellulare. Tra le alghe multicellulari, insieme a quelle di grandi dimensioni, ce ne sono di microscopiche (ad esempio le alghe sporofite). Tra gli organismi unicellulari esistono forme coloniali, quando le singole cellule sono strettamente imparentate tra loro (collegate tramite plasmodesmi o immerse nel muco comune).

Le alghe comprendono un numero variabile (a seconda della classificazione) di divisioni eucariotiche, molte delle quali non sono legate da un'origine comune. Le alghe includono spesso anche alghe blu-verdi o cianobatteri, che sono procarioti. Tradizionalmente le alghe sono classificate come piante.

Citologia

Le cellule algali (ad eccezione del tipo ameboide) sono ricoperte da una parete cellulare e/o da una membrana cellulare. La parete si trova all'esterno della membrana cellulare, contenente solitamente un componente strutturale (ad esempio la cellulosa) e una matrice amorfa (ad esempio pectine o sostanze dell'agar); può anche avere strati aggiuntivi (ad esempio, lo strato di sporopollenina nella clorella). La membrana cellulare è un guscio esterno di silicone (nelle diatomee e in alcune altre ocrofite), o uno strato superiore compattato di citoplasma (plasmalemma), in cui possono esserci strutture aggiuntive, ad esempio vescicole, vuote o con piastre di cellulosa (un tipo della conchiglia, della teca, nei dinoflagellati). Se la membrana cellulare è plastica, la cellula può essere capace del cosiddetto movimento metabolico, cioè di scivolare a causa di un leggero cambiamento nella forma del corpo.

I pigmenti fotosintetici (e “mascherandoli”) si trovano in speciali plastidi: i cloroplasti. Un cloroplasto ha due (alghe rosse, verdi, carofite), tre (euglena, dinoflagellate) o quattro membrane (alghe ocrofite). Ha anche un proprio apparato genetico molto ridotto, che suggerisce la sua simbiogenesi (origine da una cellula procariotica catturata o, nelle alghe heterokont, eucariotica). La membrana interna sporge verso l'interno, formando pieghe - tilacoidi, raccolti in pile - grana: monotilacoide in rosso e blu-verde, due o più in verde e charoves, tritilacoide nel resto. I tilacoidi, infatti, sono il luogo in cui si trovano i pigmenti. I cloroplasti nelle alghe hanno forme diverse (piccoli a forma di disco, a spirale, a forma di coppa, stellati, ecc.). Molti cloroplasti hanno formazioni dense: i prodotti fotosintetici, attualmente non necessari, sono immagazzinati sotto forma di varie sostanze di riserva: amido, glicogeno, altri polisaccaridi, lipidi. Tra l'altro i lipidi, essendo più leggeri dell'acqua, permettono alle diatomee planctoniche con i loro pesanti gusci di restare a galla. In alcune alghe si formano bolle di gas che forniscono alle alghe anche la forza di sollevamento.

Cicli di riproduzione e sviluppo

La riproduzione vegetativa, asessuata e sessuale avviene nelle alghe.

La propagazione vegetativa può essere effettuata sia mediante la semplice divisione di un organismo multicellulare (frammenti di filamenti di Spirogyra o colonie (Synura) in più parti, sia con l'ausilio di organi specializzati. Ad esempio, le alghe brune dell'ordine Sphacelariaceae hanno rami di covata speciali per a questo scopo, e le alghe dell'ordine delle Characeae - noduli sui rizoidi.

La riproduzione asessuata delle alghe viene effettuata utilizzando zoospore mobili o aplanospore immobili. In questo caso, il protoplasto della cellula dello sporangio viene diviso in parti e i prodotti della divisione escono dal suo guscio. L'individuo su cui si formano gli sporangi è chiamato sporofito. Spesso le spore mobili o immobili hanno nomi speciali. Ad esempio, le aplanospore che assumono la forma della cellula madre mentre sono al suo interno sono chiamate autospore, e se l'aplanospore è ricoperta da uno spesso guscio ed entra in uno stato dormiente, allora è un'ipnospora; le zoospore che hanno perso flagelli ma conservano vacuoli contrattili e ocello saranno chiamate emizoospore.

Riproduzione sessuale. Durante la riproduzione sessuale, avviene la fusione a coppie di cellule aploidi per formare uno zigote diploide. Le alghe hanno diverse varianti del processo sessuale: isogamia - la fusione di due gameti mobili della stessa forma e dimensione; eterogamia: fusione di due gameti mobili della stessa forma, ma di dimensioni diverse; oogamia è la fusione di un grande uovo immobile con un piccolo spermatozoo mobile. Le cellule in cui si formano i gameti sono chiamate gametangi e le piante stesse con gametangi sono chiamate gametofiti. Esistono due tipi di gametangi: gli anteridi, che formano numerosi spermatozoi, e gli oogoni, che formano una o più uova. Inoltre, la riproduzione sessuale in alcuni gruppi di alghe può avvenire senza la formazione di gameti. Ad esempio, se due alghe unicellulari mobili si fondono, allora questa è ologamia; fusione dei protoplasti di due cellule vegetative aploidi immobili per formare uno zigote - coniugazione. Se i gametofiti e gli sporofiti nel ciclo vitale delle alghe presentano differenze morfologiche pronunciate, allora questo è chiamato cambiamento eteromorfo nelle forme di sviluppo e se non differiscono morfologicamente, allora cambiamento isomorfo nelle forme di sviluppo. I gametofiti possono anche essere monoici (bisessuali) - sia i gameti maschili che quelli femminili si sviluppano su un individuo, o dioici (dioici) - i gameti maschili si sviluppano su alcuni individui e i gameti femminili su altri.

Gruppi ecologici di alghe

Tassonomia

Le alghe sono un gruppo estremamente eterogeneo di organismi, che conta circa 100mila specie (e secondo alcune fonti fino a 100mila specie solo all'interno della divisione delle diatomee). Sulla base delle differenze nell'insieme dei pigmenti, nella struttura del cromatoforo, nelle caratteristiche della morfologia e della biochimica (composizione delle membrane cellulari, tipi di nutrienti di riserva), la maggior parte dei tassonomi nazionali distingue 11 divisioni di alghe:

Procarioti o prenucleari (lat. Procaryota)

Regno dei batteri

Sottoregno Cianobatteri (Cyanobionta)

• Dipartimento Alghe azzurre (Cianobatteri)

Eucarioti o nucleari (Eucaryota)

Regno delle piante (Plantae)

Sottoregno Alghe (Phycobionta)

1. Divisione Alghe verdi (Chlorophyta)
2. Divisione Euglenophyta
3. Divisione Alghe dorate (Chrysophyta)
4. Dipartimento Alghe giallo-verdi (Xanthophyta)
5. Divisione Diatomee (Bacillariophyta)
6. Divisione delle alghe Dinophyta
7. Divisione Alghe criptofite (Cryptophyta)
8. Dipartimento Alghe brune (Phaeophyta)
9. Sottoregno della Viola (Rhodobionta)
10. Divisione Alghe rosse (Rhodophyta)

Dipartimento Alghe azzurre o cianobatteri (Cyanophyta)

Esistono circa 2mila specie di alghe azzurre, raggruppate in circa 150 generi. Questi sono gli organismi più antichi, tracce della cui esistenza sono state trovate nei sedimenti precambriani, la loro età è di circa 3 miliardi di anni Tra le alghe blu-verdi ci sono forme unicellulari, ma la maggior parte delle specie sono organismi coloniali e filamentosi. Differiscono dalle altre alghe in quanto le loro cellule non hanno un nucleo formato. Mancano di mitocondri, vacuoli con linfa cellulare, non si formano plastidi e i pigmenti con cui viene effettuata la fotosintesi si trovano nelle piastre fotosintetiche - lamelle. I pigmenti delle alghe blu-verdi sono molto diversi: clorofilla, caroteni, xantofille, nonché pigmenti specifici del gruppo della ficobilina: ficocianina blu e ficoeritrina rossa, che, oltre ai cianobatteri, si trovano solo nelle alghe rosse. Il colore di questi organismi è spesso blu-verde. Tuttavia, a seconda del rapporto quantitativo dei vari pigmenti, il colore di queste alghe può essere non solo blu-verde, ma anche viola, rossastro, giallo, azzurro o quasi nero. Le alghe blu-verdi sono distribuite in tutto il mondo e si trovano in un'ampia varietà di condizioni. Sono in grado di esistere anche in condizioni di vita estreme. Questi organismi tollerano l'oscurità prolungata e l'anaerobiosi, possono vivere in grotte, in diversi suoli, in strati di limo naturale ricco di idrogeno solforato, in acque termali, ecc. Intorno alle cellule delle alghe coloniali e filamentose si formano membrane mucose, che fungono da involucro protettivo che protegge le cellule dall'essiccamento e funge da filtro leggero. Molte alghe filamentose blu-verdi hanno cellule peculiari: le eterocisti. Queste cellule hanno una membrana a due strati ben definita e sembrano vuote. Ma queste sono cellule viventi piene di contenuti trasparenti. Le alghe blu-verdi con eterocisti sono in grado di fissare l'azoto atmosferico. Alcuni tipi di alghe blu-verdi sono componenti dei licheni. Possono essere trovati come simbionti nei tessuti e negli organi delle piante superiori. La loro capacità di fissare l'azoto atmosferico viene utilizzata dalle piante superiori. Lo sviluppo massiccio di alghe blu-verdi nei corpi idrici può avere conseguenze negative. Le temperature elevate e l'inquinamento dell'acqua con sostanze organiche provocano la cosiddetta “fioritura dell'acqua”. Ciò rende l’acqua inadatta al consumo umano. Alcuni cianobatteri d’acqua dolce sono tossici per l’uomo e gli animali. La riproduzione delle alghe blu-verdi è molto primitiva. Le forme unicellulari e molte colonie si riproducono solo dividendo le cellule a metà. La maggior parte delle forme filamentose si riproducono per ormogonie (brevi sezioni separate dal filamento madre che crescono fino a diventare adulti). La riproduzione può essere effettuata anche con l'aiuto di spore: cellule a pareti spesse ricoperte di vegetazione che possono sopravvivere a condizioni sfavorevoli e quindi crescere in nuovi fili.

Divisione Alghe rosse (o alghe viola) (Rhodophyta)

Le alghe rosse (alghe rosse) sono un gruppo numeroso (circa 3800 specie di più di 600 generi) di abitanti prevalentemente marini. Le loro dimensioni variano da microscopiche a 1-2 m. Esternamente, le alghe rosse sono molto diverse: ci sono forme filamentose, simili a piastre, simili a coralli, sezionate e ramificate a vari livelli. Le alghe rosse hanno un insieme unico di pigmenti: inoltre alla clorofilla aeb c'è la clorofilla d, conosciuta solo per questo gruppo di piante, ci sono caroteni, xantofille e pigmenti del gruppo ficobilina: pigmento blu - ficocianina, rosso - ficoeritrina. Le diverse combinazioni di questi pigmenti determinano il colore delle alghe: dal rosso vivo al verde-bluastro e al giallo. Le alghe rosse si riproducono vegetativamente, asessualmente e sessualmente. La propagazione vegetativa è tipica solo per le piante scarlatte più scarsamente organizzate (forme unicellulari e coloniali). Nelle forme multicellulari altamente organizzate, le sezioni recise del tallo muoiono. Vari tipi di spore vengono utilizzati per la riproduzione asessuata. Il processo sessuale è oogamo. Su una pianta gametofita si formano cellule riproduttive maschili e femminili (gameti), prive di flagelli. Durante la fecondazione i gameti femminili non vengono rilasciati nell'ambiente, ma rimangono sulla pianta; I gameti maschili vengono espulsi e trasportati passivamente dalle correnti d'acqua. Le piante diploidi - sporofiti - hanno lo stesso aspetto dei gametofiti (piante aploidi). Questo è un cambiamento isomorfo di generazioni. Sugli sporofiti si formano organi di riproduzione asessuata. Molte alghe rosse sono ampiamente utilizzate dall'uomo perché sono commestibili e utili. Nell'industria alimentare e medica è ampiamente utilizzato l'agar polisaccaridico, ottenuto da diversi tipi di erba scarlatta (circa 30).

Dipartimento Alghe Pyrophyta (o Dinophyta) (Pyrrophyta (Dinophyta))

Il dipartimento contiene circa 1200 specie di 120 generi, che uniscono forme eucariotiche unicellulari (incluso biflagellato), coccoidi e filamentose. Il gruppo unisce le caratteristiche delle piante e degli animali: alcune specie presentano tentacoli, pseudopodi e cellule urticanti; alcuni hanno un'alimentazione di tipo tipicamente animale, fornita dalla faringe. Molti hanno uno stigma o uno spioncino. Le cellule sono spesso ricoperte da una membrana dura. I cromatofori sono di colore brunastro e rossastro e contengono clorofille a e c, oltre a caroteni, xantofille (a volte ficocianina e ficoeritrina). L'amido e talvolta l'olio vengono depositati come sostanze di riserva. Le cellule flagellate hanno lati dorsale e ventrale chiaramente definiti. Ci sono solchi sulla superficie della cellula e nella faringe. Si riproducono per divisione in uno stato mobile o immobile (vegetativamente), zoospore e autospore. La riproduzione sessuale è conosciuta in poche forme; avviene sotto forma di fusione di isogameti. Le alghe pirofite sono abitanti comuni dei corpi idrici inquinati: stagni, vasche di decantazione, alcuni bacini artificiali e laghi. Molti formano fitoplancton nei mari. In condizioni sfavorevoli formano cisti con spessi gusci di cellulosa. Il genere Cryptomonas è il più diffuso e ricco di specie.

Divisione Alghe dorate (Chrysophyta)

Organismi microscopici o piccoli (fino a 2 cm di lunghezza) di colore giallo dorato che vivono in corpi d'acqua salata e dolce in tutto il mondo. Esistono forme unicellulari, coloniali e multicellulari. In Russia sono conosciute circa 300 specie di 70 generi. I cromatofori sono generalmente di colore giallo dorato o marrone. Contengono clorofille a e c, oltre a carotenoidi e fucoxantina. La crisolamina e l'olio vengono depositati come sostanze di riserva. Alcune specie sono eterotrofe. La maggior parte delle forme ha 1-2 flagelli e sono quindi mobili. Si riproducono prevalentemente asessualmente - per divisione o zoospore; il processo sessuale è noto solo in poche specie. Di solito si trovano in acque dolci pulite (acque acide delle torbiere di sfagno), meno spesso nei mari e nei terreni. Elementi tipici del fitoplancton.

Divisione Diatomee (Bacillariophyta (Diatomea))

Le diatomee (diatomee) contano circa 10mila specie, appartenenti a circa 300 generi. Questi sono organismi microscopici che vivono principalmente nei corpi idrici. Le diatomee sono un gruppo speciale di organismi unicellulari, distinti dalle altre alghe. Le cellule di diatomee sono ricoperte da un guscio di silice. La cellula contiene vacuoli con linfa cellulare. Il nucleo si trova al centro. I cromatofori sono grandi. Il loro colore ha varie sfumature di giallo-marrone, poiché i pigmenti sono dominati da caroteni e xantofille, che hanno sfumature gialle e marroni, e le clorofille mascheranti a e c. I gusci di diatomee sono caratterizzati da regolarità geometrica della struttura e un'ampia varietà di contorni . Il guscio è composto da due metà. Quella più grande, l'epiteca, copre quella più piccola, l'ipoteca, come un coperchio copre una scatola. La maggior parte delle diatomee che hanno simmetria bilaterale sono in grado di muoversi lungo la superficie del substrato. Il movimento viene eseguito utilizzando la cosiddetta cucitura. La cucitura è una fessura che taglia la parete dell'anta. Il movimento del citoplasma nello spazio e il suo attrito contro il substrato assicurano il movimento della cellula. Le cellule di diatomee che hanno simmetria radiale non sono in grado di muoversi. Le diatomee solitamente si riproducono dividendo la cellula in due metà. Il protoplasto aumenta di volume, a seguito del quale l'epiteca e l'ipoteca divergono. Il protoplasto si divide in due parti uguali e il nucleo si divide mitoticamente. In ciascuna metà della cellula divisa, la conchiglia svolge il ruolo di epiteca e completa la metà mancante della conchiglia, sempre l'ipoteca. Come risultato di numerose divisioni, in una parte della popolazione si verifica una graduale diminuzione delle dimensioni delle cellule. Alcune cellule sono circa tre volte più piccole di quelle originali. Dopo aver raggiunto una dimensione minima, le cellule sviluppano auxospore (“spore in crescita”). La formazione delle auxospore è associata al processo sessuale.

Le cellule di diatomee nello stato vegetativo sono diploidi. Prima della riproduzione sessuale avviene la divisione ridotta del nucleo (meiosi). Due cellule di diatomee si uniscono, le valvole si allontanano, i nuclei aploidi (dopo la meiosi) si fondono in coppie e si formano una o due auxospore. L'auxospora cresce per qualche tempo, quindi sviluppa un guscio e si trasforma in un individuo vegetativo.

Tra le diatomee ci sono specie amanti della luce e amanti dell'ombra, vivono in serbatoi a diverse profondità; Le diatomee possono vivere anche in terreni, soprattutto umidi e paludosi. Insieme ad altre alghe, le diatomee possono causare fioriture di neve.

Le diatomee svolgono un ruolo importante nell’economia della natura. Fungono da costante fonte di cibo e dall'anello iniziale delle catene alimentari per molti organismi acquatici. Molti pesci se ne nutrono, soprattutto i giovani.

I gusci di diatomee, depositandosi sul fondo nel corso di milioni di anni, formano una roccia geologica sedimentaria: la diatomite. È ampiamente usato come materiale da costruzione con elevate proprietà di isolamento termico e acustico, come filtri nell'industria alimentare, chimica e medica.

Dipartimento delle alghe giallo-verdi (Xanthophyta)

Questo gruppo di alghe conta circa 550 specie. Si tratta principalmente di abitanti delle acque dolci, meno comuni nei mari e sui terreni umidi. Tra questi ci sono forme unicellulari e multicellulari, flagellate, coccoidi, filamentose e lamellari, nonché organismi sifonali. Queste alghe sono caratterizzate da un colore giallo-verde, che dà il nome all'intero gruppo. I cloroplasti sono a forma di disco. Pigmenti caratteristici sono le clorofille a e c, i carotenoidi a e b, le xantofille. Sostanze di riserva: glucano, grassi. La riproduzione sessuale è oogama e isogama. Propagato vegetativamente per divisione; La riproduzione asessuata viene effettuata da cellule specializzate mobili o immobili - zoo e aplanospore.

Dipartimento Alghe brune (Phaeophyta)

Le alghe brune sono organismi multicellulari altamente organizzati che vivono nei mari. Esistono circa 1500 specie appartenenti a circa 250 generi. Le più grandi alghe brune raggiungono diverse decine di metri (fino a 60 m) di lunghezza. Tuttavia in questo gruppo esistono anche specie di dimensioni microscopiche. La forma dei talli può essere molto varia.

Una caratteristica comune a tutte le alghe appartenenti a questo gruppo è il colore bruno-giallastro. È causata dai pigmenti carotene e xantofilla (fucoxantina, ecc.), che mascherano il colore verde delle clorofille a e c. La parete cellulare è cellulosa con uno strato esterno di pectina, capace di forte mucillagine.

Le alghe brune hanno tutte le forme di riproduzione: vegetativa, asessuata e sessuale. La propagazione vegetativa avviene per parti separate del tallo. La riproduzione asessuata viene effettuata utilizzando le zoospore (mobili grazie ai flagelli sporali). Il processo sessuale nelle alghe brune è rappresentato dall'isogamia (meno comunemente, anisogamia e oogamia).

In molte alghe brune il gametofito e lo sporofito differiscono per forma, dimensione e struttura. Nelle alghe brune si verifica un'alternanza di generazioni, ovvero un cambiamento delle fasi nucleari nel ciclo di sviluppo. Le alghe brune si trovano in tutti i mari del globo. Numerosi animali costieri trovano rifugio, luogo di riproduzione e di alimentazione nei boschetti di alghe brune vicino alle coste. Le alghe brune sono ampiamente utilizzate dall'uomo. Da essi si ottengono alginati (sali dell'acido alginico), utilizzati come stabilizzanti di soluzioni e sospensioni in Industria alimentare. Sono utilizzati nella produzione di materie plastiche, lubrificanti, ecc. Alcune alghe brune (alghe, alaria, ecc.) sono utilizzate negli alimenti.

Divisione Euglenophyta

Ci sono circa 900 specie in questo gruppo da circa 40 generi. Si tratta di organismi flagellati unicellulari, abitanti principalmente delle acque dolci. I cloroplasti contengono clorofille aeb e un ampio gruppo di pigmenti ausiliari del gruppo dei carotenoidi. Queste alghe subiscono la fotosintesi alla luce e al buio passano alla nutrizione eterotrofa.

La riproduzione di queste alghe avviene solo attraverso la divisione cellulare mitotica. La loro mitosi differisce da questo processo in altri gruppi di organismi.

Divisione Alghe verdi (Chlorophyta)

Le alghe verdi rappresentano il più grande dipartimento di alghe e contano, secondo varie stime, da 13 a 20 mila specie di circa 400 generi. Queste alghe sono caratterizzate da un colore prettamente verde, come le piante superiori, poiché tra i pigmenti predomina la clorofilla. I cloroplasti (cromatofori) contengono due modifiche della clorofilla aeb, come nelle piante superiori, così come altri pigmenti: caroteni e xantofille.

Le pareti cellulari dure delle alghe verdi sono formate da sostanze cellulosiche e pectine. Sostanze di riserva: amido, meno spesso olio. Molte caratteristiche della struttura e della vita delle alghe verdi indicano la loro relazione con le piante superiori. Le alghe verdi si distinguono per la maggiore diversità rispetto ad altri dipartimenti. Possono essere unicellulari, coloniali, pluricellulari. Questo gruppo rappresenta l'intera varietà di differenziazione morfologica del corpo nota per le alghe: monadica, coccoide, palmelloide, filamentosa, lamellare, non cellulare (sifonale). La gamma delle loro dimensioni è ampia: dalle singole cellule microscopiche alle grandi forme multicellulari lunghe decine di centimetri. La riproduzione è vegetativa, asessuata e sessuata. Si incontrano tutti i principali tipi di cambiamenti nelle forme di sviluppo.

Le alghe verdi vivono più spesso nei corpi d'acqua dolce, ma ce ne sono molte anche salmastre e forme marine, nonché specie terrestri e del suolo non acquatiche.

La classe Volvox comprende i rappresentanti più primitivi delle alghe verdi. Di solito si tratta di organismi unicellulari con flagelli, talvolta uniti in colonie. Sono mobili per tutta la vita. Distribuito in corpi d'acqua dolce poco profondi, paludi e suolo. Tra gli organismi unicellulari sono ampiamente rappresentate le specie del genere Chlamydomonas. Le cellule sferiche o ellissoidali di Chlamydomonas sono ricoperte da una membrana costituita da emicellulosa e sostanze pectiniche. All'estremità anteriore della cellula ci sono due flagelli. L'intero interno della cellula è occupato da un cloroplasto a forma di coppa. Il nucleo si trova nel citoplasma che riempie il cloroplasto a forma di coppa. Alla base del flagello ci sono due vacuoli pulsanti.

La riproduzione asessuata avviene con l'aiuto di zoospore biflagellate. Durante la riproduzione sessuale, nelle cellule di Chlamydomonas si formano gameti biflagellati (dopo la meiosi).

Le specie Chlamydomonas sono caratterizzate da iso-, etero- e oogamia. Quando si verificano condizioni sfavorevoli (essiccazione del serbatoio), le cellule di Chlamydomonas perdono i flagelli, si ricoprono di una guaina mucosa e si moltiplicano per divisione. Quando si verificano condizioni favorevoli, formano flagelli e passano a uno stile di vita mobile.

Insieme al metodo di nutrizione autotrofo (fotosintesi), le cellule di Chlamydomonas sono in grado di assorbire le sostanze organiche disciolte nell'acqua attraverso la membrana, contribuendo ai processi di autodepurazione delle acque inquinate.

Le cellule delle forme coloniali (Pandorina, Volvox) sono costruite come Chlamydomonas.

Nella classe dei protococchi, la forma principale del corpo vegetativo sono le cellule stazionarie con una membrana densa e colonie di tali cellule. Esempi di protococchi unicellulari sono il Chlorococcus e la Chlorella. La riproduzione asessuata del Chlorococcus viene effettuata con l'aiuto di zoospore mobili biflagellate e il processo sessuale è la fusione di isogameti biflagellati mobili (isogamia). La clorella non ha fasi mobili durante la riproduzione asessuata e non esiste alcun processo sessuale.

La classe Ulothrix unisce forme filamentose e lamellari che vivono nelle acque dolci e marine. Ulotrix è un filo lungo fino a 10 cm, attaccato a oggetti sottomarini. Le cellule del filamento sono identiche, corto-cilindriche con cloroplasti a parete lamellare (cromatofori). La riproduzione asessuata è effettuata dalle zoospore (cellule mobili con quattro flagelli).

Il processo sessuale è isogamo. I gameti sono mobili a causa della presenza di due flagelli in ciascun gamete.

La classe Coniugati (coesivi) combina forme unicellulari e filamentose con un tipo unico di processo sessuale: la coniugazione. I cloroplasti (cromatofori) nelle cellule di queste alghe sono di tipo piatto e di forma molto diversa. Negli stagni e nei bacini a flusso lento la maggior parte dei fanghi verdi è costituita da forme filamentose (spirogira, zignema, ecc.).

Quando due filamenti adiacenti vengono coniugati da cellule opposte, crescono processi che formano un canale. Il contenuto delle due cellule si fonde e si forma uno zigote, ricoperto da una spessa membrana. Dopo un periodo di dormienza, lo zigote germina dando origine a nuovi organismi filamentosi.

La classe Siphon comprende alghe con una struttura non cellulare del tallo (tallo) con dimensioni piuttosto grandi e divisione complessa. Il sifone marino alga caulerpa assomiglia esternamente a una pianta frondosa: la sua dimensione è di circa 0,5 m, è attaccata al terreno da rizoidi, il suo tallo si diffonde lungo il terreno e le formazioni verticali che ricordano le foglie contengono cloroplasti. Si riproduce facilmente per via vegetativa per parti del tallo. Il corpo delle alghe non ha pareti cellulari, ha un protoplasma solido con numerosi nuclei e vicino alle pareti si trovano cloroplasti.

Divisione dei charophyta (Charophyta)

Sono le alghe più complesse: il loro corpo è differenziato in nodi e internodi, nei nodi sono presenti spirali di corti rami somiglianti a foglie. La dimensione delle piante va da 20-30 cm a 1-2 m. Formano boschetti continui in corpi d'acqua freschi o leggermente salati, attaccandosi al terreno con rizoidi. Esternamente assomigliano a piante più alte. Tuttavia queste alghe non hanno una vera divisione in radici, fusti e foglie. Esistono circa 300 specie di alghe Characeae, appartenenti a 7 generi. Sono simili alle alghe verdi nella composizione dei pigmenti, nella struttura cellulare e nelle caratteristiche di riproduzione. Esistono somiglianze con le piante superiori nelle caratteristiche della riproduzione (oogamia), ecc. Le somiglianze notate indicano la presenza di un antenato comune nelle characeae e nelle piante superiori.

La propagazione vegetativa delle Characeae viene effettuata mediante particolari strutture, i cosiddetti noduli, formati sui rizoidi e sulle parti inferiori dei fusti. Ciascuno dei noduli germina facilmente, formando un protonema e quindi un'intera pianta.

Dopo la prima conoscenza con esso, è molto difficile coprire mentalmente l'intero dipartimento delle alghe e dare a ciascun dipartimento il posto corretto nel sistema. Il sistema delle alghe non è stato sviluppato presto nella scienza e solo dopo molti tentativi infruttuosi. Attualmente imponiamo a qualsiasi sistema il requisito fondamentale che sia filogenetico. Inizialmente si pensava che un sistema del genere potesse essere molto semplice; lo immaginavano sotto forma di un albero genealogico, anche con molti rami laterali. Ora lo costruiamo esclusivamente sotto forma di tante linee genealogiche che si sviluppano in parallelo. La questione è ulteriormente complicata dal fatto che, insieme ai cambiamenti progressivi, ci sono anche quelli regressivi, che pongono un compito difficile da risolvere: in assenza di uno o un altro segno o organo, decidere se non è ancora apparso o è già scomparso?

Il sistema presentato a Ville nella 236a edizione dell'opera principale sulla tassonomia descrittiva delle piante, pubblicata sotto la direzione di A. Engler, è stato a lungo considerato il più perfetto. Il gruppo principale qui è considerato organismi flagellati o Flagellatata.

Questo schema copre solo il gruppo principale delle alghe verdi.

Origine, relazioni ed evoluzione

Ruolo nella natura e nella vita umana

Ruolo nelle biogeocenosi

Le alghe sono le principali produttrici di sostanza organica nell'ambiente acquatico. Circa l’80% di tutta la materia organica creata ogni anno sulla Terra proviene da alghe e altre piante acquatiche. Le alghe forniscono direttamente o indirettamente una fonte di cibo per tutti gli animali acquatici. Sono note rocce (diatomiti, scisti bituminosi, alcuni calcari) sorte a seguito dell'attività delle alghe in ere geologiche passate. A proposito, è dalle diatomee che viene determinata l'età di queste rocce.

Uso alimentare

Alcune alghe, principalmente alghe marine, vengono mangiate (alghe, porfira, ulva). Nelle zone costiere, le alghe vengono utilizzate come mangime e fertilizzante per il bestiame. In diversi paesi, le alghe vengono coltivate per produrre grandi quantità di biomassa, che viene utilizzata come mangime per il bestiame e utilizzata nell’industria alimentare.

Alghe commestibili - ricche di minerali, soprattutto iodio, prodotto - utilizzato nelle cucine dell'Asia orientale. Uno dei piatti più popolari a base di alghe è il sushi.

Trattamento delle acque

Molte alghe sono una componente importante del trattamento biologico delle acque reflue. Il rapido sviluppo di alghe filamentose e planctoniche (fioriture d'acqua) può creare problemi nel funzionamento degli impianti di trattamento e dei sistemi di approvvigionamento idrico. Nell'acquario marino le alghe vengono utilizzate nella filtrazione biologica sistemi. Vengono utilizzati serbatoi per alghe (“vasche per alghe”) e depuratori. Vengono coltivate macroalghe appositamente piantate (solitamente dei generi Chaetomorpha e Caulerpa) oppure vengono utilizzate incrostazioni algali naturali. L'illuminazione intensa garantisce una rapida crescita delle alghe e un assorbimento attivo degli inquinanti. Periodicamente, la massa di alghe troppo cresciute viene rimossa dal filtro.

Nell'industria farmaceutica

Dalle alghe si ottengono: sostanze che formano gelatina e muco - agar-agar (Ahnfeltia, Gelidium), agaroidi (Phyllophora, Gracilaria), carragenina (Chondrous, Gigartina, Furcelaria), alginati (kelp e fucus), farina alimentare contenente oligoelementi e iodio sono coinvolti nella formazione di alcuni tipi di fanghi medicinali.

Industria chimica

L'uomo utilizza le alghe nell'industria chimica. Da essi si ottengono iodio, acido alginico, agar-agar, sali di potassio, cellulosa, alcool e acido acetico.

Biocarburante

A causa dell'elevato tasso di riproduzione, le alghe vengono utilizzate per ottenere biomassa da utilizzare come combustibile. Sono stati sviluppati molti diversi processi sperimentali per la produzione di biocarburanti, ad esempio utilizzando alte temperature e pressione.

Nella scienza

Le alghe sono ampiamente utilizzate nella ricerca sperimentale per risolvere problemi di fotosintesi e chiarire il ruolo del nucleo e di altri componenti della cellula.

Biotest

Le alghe sono uno degli oggetti biologici più utilizzati nei biotest di sostanze chimiche e campioni di acque naturali e inquinate.

Ecocasa

Si stanno tentando di utilizzare alcune alghe a crescita rapida e senza pretese (ad esempio la clorella, che sintetizza rapidamente e in grandi quantità proteine, grassi, carboidrati, vitamine ed è in grado di assorbire circa il 10-12% dell'energia solare [fonte non specificata 1438 giorni], sintetizzando la materia organica (per confronto, le piante superiori sono in grado di assorbire solo l'1-2% della radiazione solare) per creare un ciclo di materia

Si ritiene che le alghe siano organismi primitivi, perché... Non hanno organi e tessuti complessi e non ci sono vasi sanguigni. Ma in termini di processi fisiologici, nel modo in cui crescono, si riproducono e si nutrono, sono molto simili alle piante. Le alghe sono divise in gruppi ecologici. Ad esempio, le alghe planctoniche che vivono nella colonna d'acqua. Neuston: stabilirsi sulla superficie dell'acqua e spostarsi lì. Bentonico: organismi che vivono sul fondo e sugli oggetti (compresi gli organismi viventi). Alghe terrestri. Alghe che vivono nel terreno. Anche abitanti di sorgenti termali, neve e ghiaccio. Alghe che vivono in acqua salata e acqua dolce. Così come le alghe che vivono in ambienti calcarei. A volte le alghe scelgono luoghi molto insoliti (dal punto di vista umano). Ai tropici possono insediarsi nelle foglie di tè, causando una malattia della pianta chiamata ruggine del tè. Alle medie latitudini vivono sulla corteccia degli alberi. Sembra un rivestimento verde sul lato nord degli alberi. Le alghe verdi entrano in una convivenza reciprocamente vantaggiosa con i funghi, di conseguenza appare uno speciale organismo indipendente chiamato lichene. Alcune alghe verdi hanno scelto il guscio di tartaruga per la loro casa. Molte alghe vivono in superficie e all'interno delle loro controparti più grandi. Le alghe rosse e verdi si trovano nei follicoli piliferi dei bradipi animali tropicali. Non ignoravano crostacei e pesci, celenterati e platelminti.

Le alghe verdi sono organismi verdi, variano nella struttura e nella forma. Oltre alle alghe verdi unicellulari, esistono alghe pluricellulari e coloniali. Queste forme di vita sono mobili e immobili. Quelli fissi fluttuano liberamente o sono attaccati a qualcosa. Quelli mobili hanno flagelli speciali. Con il loro aiuto, queste alghe possono muoversi nello spazio. Le alghe verdi possono riprodursi in diversi modi, ad esempio vegetativamente. Alcune specie sostituiscono successivamente la riproduzione sessuale con la riproduzione asessuata. Altri usano solo un tipo di riproduzione.

Le alghe verdi si trovano sia nell'acqua dolce che nei mari salati. In estate, quando fa caldo, è spesso possibile vedere l’acqua “fiorire” nelle pozzanghere o in uno stagno. Questa alga si riproduce: Chlamydomonas unicellulare. La clorella ama vivere proprio sulla superficie dell'acqua, dove c'è molta luce; può anche piacere ai tronchi degli alberi, depositandosi nelle gocce di pioggia e formando uno strato verde sulla corteccia. La clorella produce molto ossigeno.

La Volvox, un altro tipo di alga verde, vive in intere colonie nei corpi idrici. Esternamente, queste colonie assomigliano alle palle dell'albero di Natale; tutte le cellule al loro interno funzionano in modo molto armonioso e sono collegate tra loro da ponti citoplasmatici.

Più in profondità si trovano alghe verdi multicellulari. Questa è ulotrix filamentosa. Con le sue formazioni simili a peli (rizoidi), usate come radici nelle piante comuni, l'ulotrix si attacca sott'acqua a ostacoli o pietre.

L'alga verde multicellulare Spirogyra ricorda un batuffolo di cotone. Questa alga ha un grande nucleo con un nucleolo. Si riproduce in due modi: sia sessualmente che asessualmente. La riproduzione sessuale avviene in autunno.

Esistono anche minuscole alghe sferiche chiamate protococchi, che assomigliano a muco verde chiaro.

Le alghe sifone amano i luoghi soleggiati e sembrano fili ramificati di colore verde scuro.

I cespugli ramificati di colore verde tenero o grigio di 2-3 cm, attaccati alle foglie nell'acqua o ai legni, sono cladofori.

Nei mari e negli oceani, vicino alla superficie, dove l'acqua è ben riscaldata e illuminata, vive e si riproduce il plancton. È costituito da alghe unicellulari di un'ampia varietà di specie, comprese le alghe verdi. Il plancton è il cibo per crostacei e balene.

I primi organismi viventi sono comparsi più di 3 miliardi di anni fa nell'ambiente acquatico, e i biologi hanno messo le alghe all'inizio del sistema vegetale - piante inferiori uni e multicellulari, che hanno dato origine alla formazione delle prime piante terrestri superiori al confine tra acqua e terra 400 milioni di anni fa. Le alghe e le loro spore entrano nell'acquario insieme a cibo, piante e pesci e, se trovano condizioni favorevoli, si moltiplicano rapidamente, coprendo vetro, terreno e piante superiori, bloccando il loro accesso ai nutrienti e condannandoli a morte.

Le prime settimane dopo l'allestimento dell'acquario sono particolarmente pericolose dal punto di vista dello sviluppo delle alghe. In questo momento il metabolismo delle piante superiori è ancora debole e si sta decidendo chi avrà la meglio, le alghe portate nell'acquario o le piante superiori che sottraggono sostanze nutritive alle alghe. Pertanto non è consigliabile piantare subito i pesci, perché le piante non hanno ancora cominciato a nutrirsi intensamente e i batteri non hanno iniziato la loro proliferazione. lavoro utile per il trattamento dei rifiuti. Durante questo periodo, una fitta piantagione di piante, e soprattutto di quelle che crescono rapidamente, come hygrophila, pennate, cabomba e altre, ridurrà significativamente le possibilità di crescita delle alghe. piante acquatiche con gambo allungato. Successivamente possono essere sostituiti con specie a crescita più lenta.

Le alghe possono causare molti problemi alle piante in un acquario. A proposito, questo è uno dei motivi per cui molti acquariofili non consentono una forte illuminazione dell'acquario, credendo che questo metodo possa fermare la crescita delle alghe. Ma questo è vero solo in alcuni casi, poiché d'altronde sono molte le alghe che si sviluppano proprio quando manca l'illuminazione.

Esistono opinioni diverse riguardo al problema delle alghe, ma non è possibile sviluppare misure uniformi per combatterle: le alghe possono adattarsi a qualsiasi composizione dell'acqua ed esistere solo in determinate condizioni. Quindi per combatterli, oltre all'intuito, ci vuole un po' di fortuna; Inoltre, nel processo di lotta non dobbiamo dimenticare il benessere delle piante e dei pesci. Anche le esigenze di luce dei diversi tipi di alghe, come già accennato, sono molto diverse. Ma una cosa è assolutamente chiara: è improbabile che i metodi biologici, cioè con l'aiuto di pesci e lumache, riescano a distruggere le alghe per un lungo periodo. Nel caso più favorevole sarà possibile ridurre l’invasione algale già esistente. E quindi non dovremmo dimenticare i preparativi offerti dal commercio specializzato per la distruzione delle alghe. Ma quando li si utilizza bisogna anche tenere conto del fatto che quando le piante inferiori vengono distrutte non si può escludere un danno a quelle superiori, cioè alle nostre piante d'acquario. L'aggiunta di anidride carbonica all'acqua dell'acquario può anche rallentare notevolmente la crescita delle alghe o prevenirne la comparsa.

Quindi, riassumiamo brevemente tutto quanto sopra, quali metodi di lotta alle alghe sono i più comuni:

1. Si è notato che alle alghe non piace essere disturbate. Pertanto è necessario rimuoverli regolarmente, preferibilmente più volte al giorno, dall'acquario con le dita o avvolgerli attorno a un bastoncino di legno grezzo. Tuttavia questo metodo non è adatto per alcuni tipi di alghe che sono saldamente attaccate a pietre, foglie e altri oggetti.

2. Interrompere l'accesso ai nutrienti oscurando completamente l'acquario, spegnendo l'aerazione e la filtrazione e non cambiando l'acqua fino alla completa scomparsa delle alghe (in questo momento è meglio rimuovere le specie vegetali preziose dall'acquario).

3. Stimolare la crescita di piante superiori che sopprimeranno lo sviluppo delle alghe, a questo scopo aumentare il numero di piante a crescita rapida, ridurre la popolazione ittica, aumentare l'illuminazione, farla durare 8 - 10 ore, pulire il terreno quotidianamente e cambiare 1/10 del volume d'acqua.

4. Molti tipi di alghe possono essere uccisi con solfato di rame. Dal solfato di rame chimicamente puro o analiticamente puro preparare una soluzione contenente 1 g di rame in 1 litro di acqua. Dopo aver tolto il pesce dall'acquario, viene aggiunto all'acqua in ragione di 1 - 10 ml per 1 litro d'acqua, iniziando con una concentrazione debole, e se non dà risultati, la dose viene aumentata. Dopo la morte delle alghe, l'acqua nell'acquario viene cambiata completamente almeno 3 volte e solo successivamente vengono introdotti i pesci.

5. Sul mercato sono disponibili prodotti per il controllo delle alghe. Devono essere utilizzati seguendo rigorosamente le istruzioni.

6. Numerose specie di pesci mangiano alcuni tipi di alghe, soprattutto quelle giovani. Si tratta ad esempio di ancistrus, gyrinocheilus (in giovane età), guppy, labeo, labeotropheus, spadaspada, otocinclus, platie, sturizoma, farlovella e helostoma

Le alghe possono essere utilizzate come indicatori dello stato di un serbatoio. Sono bioindicatori. Costituiscono l'anello iniziale della catena trofica dell'ecosistema del serbatoio.

Questo è un gruppo ampio ed eterogeneo di organismi primitivi, simili a piante. Con poche eccezioni contengono il pigmento verde clorofilla, necessario per la nutrizione attraverso la fotosintesi, cioè sintesi del glucosio da anidride carbonica e acqua. Le alghe incolori sono molto rare, ma in molti casi la clorofilla verde è mascherata da pigmenti di colore diverso. Infatti, tra le migliaia di specie incluse in questo gruppo, si possono trovare forme colorate in qualsiasi tonalità dello spettro solare. Sebbene le alghe siano talvolta considerate tra gli organismi più primitivi, questa opinione può essere accettata solo con notevoli riserve. In effetti, molti di loro mancano di tessuti e organi complessi paragonabili a quelli ben noti nelle piante da seme, nelle felci e persino nei muschi e nelle epatiche, ma tutti i processi necessari per la crescita, la nutrizione e la riproduzione delle loro cellule sono molto, se non del tutto, simili a che si verificano nelle piante. Pertanto, fisiologicamente, le alghe sono piuttosto complesse.

Le alghe sono gli organismi fotosintetici più numerosi, più importanti per il pianeta e più ampiamente distribuiti. Ce ne sono molti ovunque: nelle acque dolci, sulla terra e nei mari, il che non si può dire, ad esempio, di epatiche, muschi, felci o piante da seme. Ad occhio nudo, le alghe possono spesso essere osservate come piccole o grandi macchie di schiuma verde o altrimenti colorata ("fango") sulla superficie dell'acqua. Sul terreno o sui tronchi degli alberi appaiono solitamente come una melma verde o blu-verde. Nel mare, i talli di grandi alghe (macrofite) assomigliano a foglie lucide rosse, marroni e gialle di varie forme.

Morfologia e anatomia

Le dimensioni delle alghe variano ampiamente: dalle forme microscopiche con un diametro o una lunghezza di millesimi di centimetro ai giganti marini lunghi più di 60 m. Molte alghe sono unicellulari o sono costituite da diverse cellule che formano aggregati sciolti. Alcuni sono colonie di cellule rigorosamente organizzate, ma esistono anche veri organismi multicellulari. Le cellule possono essere collegate alle loro estremità, formando catene e fili, sia ramificati che non ramificati. L'intera struttura a volte assomiglia a un piccolo disco, un tubo, una mazza e persino un albero, a volte ricorda un nastro, una stella, una barca, una palla, una foglia o un ciuffo di capelli. La superficie delle cellule può essere liscia o ricoperta da un complesso disegno di spine, papille, fosse e creste.

La maggior parte delle alghe ha cellule che sono simili nella struttura generale alle cellule delle piante verdi, come il mais o il pomodoro. Una parete cellulare rigida, costituita principalmente da sostanze cellulosiche e pectiniche, circonda il protoplasto, in cui si distinguono un nucleo e un citoplasma con organelli speciali inclusi in esso: i plastidi. I più importanti sono i cloroplasti, che contengono clorofilla. La cellula contiene anche cavità piene di liquido: vacuoli, che contengono nutrienti disciolti, sali minerali e gas. Tuttavia, questa struttura cellulare non è caratteristica di tutte le alghe. Nelle diatomee uno dei componenti più importanti della parete cellulare è la silice, che crea una sorta di guscio di vetro. Il colore verde dei cloroplasti è spesso mascherato da altre sostanze, solitamente pigmenti. Un piccolo numero di alghe non ha affatto una parete cellulare rigida.

Locomozione

Molte cellule vegetative acquatiche e colonie di alghe, così come alcuni tipi di cellule riproduttive, si muovono abbastanza rapidamente. Sono dotati di una o più appendici simili a fruste: flagelli, il cui battito li spinge attraverso la colonna d'acqua. Alcune alghe prive di parete cellulare sono in grado di allungare parti del loro corpo in avanti, tirare il resto verso di sé e quindi “strisciare” lungo superfici solide. Questo movimento è chiamato ameboide, poiché le amebe ben note si muovono più o meno allo stesso modo. Il movimento rettilineo oa zigzag delle diatomee, proprietarie di una parete cellulare solida, è probabilmente dovuto a correnti d'acqua create da vari movimenti fluviali del loro citoplasma. Il movimento di scivolamento, strisciamento e ondulatorio delle alghe più o meno rigidamente attaccate al substrato è solitamente accompagnato dalla formazione e dalla liquefazione del muco.

Riproduzione

Quasi tutte le alghe unicellulari sono in grado di riprodursi per semplice divisione. La cellula si divide in due, così come fanno entrambe le cellule figlie, e questo processo, in linea di principio, può continuare all'infinito. Poiché la cellula muore solo a seguito di un “incidente”, possiamo parlare di una sorta di immortalità. Un caso speciale è la divisione cellulare nelle diatomee. Il loro guscio è costituito da due metà (lembi) che si incastrano l'una nell'altra, come due parti di un portasapone. Ciascuna cellula figlia riceve una valvola madre e completa essa stessa la seconda. Di conseguenza, in una diatomea, una valvola può essere nuova e la seconda può essere ereditata da un lontano antenato. Il protoplasto di alcune cellule vegetative è in grado di dividersi per formare spore mobili o immobili. Da essi, dopo un lungo o breve periodo di riposo, si sviluppa un'alga matura. Questa è una forma di riproduzione asessuata. Durante la riproduzione sessuale nelle alghe si formano cellule sessuali maschili e femminili (gameti). Il gamete maschile si fonde con quello femminile, cioè Avviene la fecondazione e si forma uno zigote. Quest'ultima, solitamente dopo un periodo di quiescenza che dura, a seconda del tipo di alga, da alcune settimane a diversi anni, comincia a crescere e alla fine produce un individuo adulto. I gameti variano notevolmente in termini di dimensioni, forma e mobilità. In alcune alghe i gameti maschili e femminili sono strutturalmente simili, mentre in altre sono nettamente diversi, cioè sono sperma e ovuli. Pertanto, la riproduzione sessuale delle alghe ha molte forme e livelli di complessità.

Distribuzione ed ecologia

alghe acquatiche

È difficile trovare un posto sul pianeta dove non ci siano alghe. Di solito vengono considerati organismi acquatici, e, in effetti, la stragrande maggioranza delle alghe vive in pozzanghere e stagni, fiumi e laghi, mari e oceani, e in certe stagioni possono diventare molto abbondanti lì. Le alghe si attaccano a rocce, pietre, pezzi di legno, piante acquatiche o galleggiano liberamente, formando parte del plancton. A volte questa loro sospensione, che comprende miliardi di forme microscopiche, raggiunge la consistenza zuppa di piselli, riempiendo vasti spazi di laghi e mari. Questo fenomeno è chiamato “fioritura algale” dell’acqua. La profondità alla quale si possono trovare le alghe dipende dalla trasparenza dell'acqua, cioè la sua capacità di trasmettere la luce necessaria alla fotosintesi. La maggior parte delle alghe sono concentrate in uno strato superficiale spesso diversi decimetri, ma alcune alghe verdi e rosse si trovano a profondità molto maggiori. Alcune specie sono in grado di crescere nell'oceano a una profondità di 60-90 m. Alcune alghe, anche congelate nel ghiaccio, possono rimanere vitali in uno stato di animazione sospesa per molti mesi.

Alghe del suolo

Nonostante il nome, le alghe non si trovano solo nell’acqua. Ad esempio, ce ne sono molti nel terreno. In 1 g di terreno ben concimato si trovano ca. 1 milione delle loro copie individuali. Quelli concentrati sulla superficie del suolo e direttamente sotto di essa si nutrono attraverso la fotosintesi. Altri vivono nell'oscurità, sono incolori e assorbono il cibo disciolto ambiente, cioè. sono saprofiti. Il gruppo principale di alghe del suolo sono le diatomee, anche se in alcuni punti di questo habitat abbondano anche alghe verdi, giallo-verdi e dorate.

Le alghe della neve si trovano spesso in grandi quantità nel ghiaccio e nella neve dei deserti artici e antartici, così come negli altopiani alpini. Crescono altrettanto bene nei freddi mari polari che nelle sorgenti calde. La cosiddetta “neve rossa” è il risultato della presenza al suo interno di alghe microscopiche. Le alghe della neve sono colorate di rosso, verde, giallo e marrone.

Altri tipi di alghe

Le alghe vivono anche in molti altri habitat, a volte piuttosto insoliti. Si trovano, ad esempio, sulla superficie o all'interno delle piante acquatiche e terrestri. Insediandosi nei tessuti di molte specie tropicali e subtropicali, crescono qui così attivamente che possono danneggiarne le foglie: nella pianta del tè questa malattia si chiama “ruggine”. Nei climi temperati, le alghe spesso ricoprono la corteccia degli alberi con uno strato verde, solitamente sul lato in ombra. Alcune alghe verdi formano associazioni simbiotiche con alcuni funghi; tali associazioni sono organismi speciali e completamente indipendenti chiamati licheni. Un certo numero di piccole forme crescono sulla superficie e all'interno di alghe più grandi, e un genere di alghe verdi cresce solo sul guscio delle tartarughe. Le alghe verdi e rosse si trovano nei follicoli piliferi dei bradipi tridattili che popolano le foreste pluviali tropicali dell'America centrale e meridionale. Le alghe crescono anche sul corpo dei pesci e dei crostacei. È possibile che alcuni vermi piatti e celenterati non ingoino affatto il cibo, poiché lo ottengono dalle alghe verdi che vivono nei loro corpi.

Limitare i fattori ambientali

Sebbene le alghe si trovino quasi ovunque, ogni specie richiede una certa combinazione di luce, umidità e temperatura, oltre alla presenza di gas e sali minerali necessari, per vivere. La fotosintesi richiede luce, acqua e anidride carbonica. Alcune alghe tollerano periodi significativi di essiccazione quasi completa, ma per crescere necessitano comunque di acqua, che funge da unico habitat per la stragrande maggioranza delle forme. Il contenuto di ossigeno e CO 2 nei corpi idrici varia notevolmente, ma le alghe di solito ne hanno abbastanza. Grandi quantità di alghe in specchi d’acqua poco profondi a volte consumano così tanto ossigeno durante la notte da causare massicce morie di pesci: non possono più respirare. Per la crescita delle alghe sono necessari composti di azoto e molti altri elementi chimici disciolti nell'acqua. La concentrazione di questi sali minerali nella colonna d'acqua è molto inferiore rispetto a quella di molti terreni, ma per un certo numero di specie è solitamente sufficiente per lo sviluppo di massa. A volte la crescita delle alghe è fortemente limitata a causa della mancanza di un singolo elemento: le diatomee, ad esempio, sono rare in acque contenenti pochi silicati.

Sono stati fatti tentativi per dividere le alghe in gruppi ecologici: forme acquatiche, del suolo, della neve o della crosta, epibionti, ecc. Alcune alghe crescono e si riproducono solo in determinati periodi dell'anno, ad es. possono essere considerati annuali; altre sono piante perenni, in cui solo la riproduzione è limitata ad un certo tempo. Alcune forme unicellulari e coloniali completano in pochi giorni la fase vegetativa e riproduttiva del proprio ciclo vitale. Tutti questi fenomeni sono, ovviamente, associati non solo all'eredità degli organismi, ma anche a vari fattori ambientali, ma chiarire le esatte relazioni all'interno dei gruppi ecologici emergenti di alghe è una questione per il futuro.

Le alghe nel passato

È probabile che alcune forme di alghe esistessero già nelle ere geologiche più antiche. Molti di loro, a giudicare dalle specie moderne, non potevano lasciare fossili a causa delle peculiarità della loro struttura (mancanza di parti solide), quindi è impossibile dire esattamente come fossero. Le forme fossili dei principali gruppi attuali di alghe, ad eccezione delle diatomee e di diverse altre, sono conosciute fin dal Paleozoico (570-245 milioni di anni fa). Le alghe più abbondanti in quell'epoca erano probabilmente le alghe verdi, marroni, rosse e chara che vivevano nei mari e negli oceani. La prova indiretta della comparsa precoce delle alghe sul nostro pianeta è l'esistenza scientificamente provata nel Paleozoico di molti animali marini che avrebbero dovuto nutrirsi di materia organica. La loro fonte primaria erano molto probabilmente le alghe fotosintetiche, che consumano solo minerali.

Diatomee fossili (diatomee) sotto forma di una roccia speciale - la cosiddetta. Diatomite: presente in molte regioni. La diatomite può essere di origine sia marina che d'acqua dolce. In California, ad esempio, esiste un giacimento con una superficie di circa 30 km 2 e uno spessore di quasi 400 m. È costituito quasi esclusivamente da gusci di diatomee. Ce ne sono fino a 650mila in 1 cm 3 di diatomite.

Evoluzione delle alghe

Molti gruppi di alghe sembrano essere cambiati poco rispetto alle loro origini. Tuttavia alcune specie, un tempo molto abbondanti, sono ormai estinte. Per quanto è noto, non ci sono state grandi fluttuazioni nella diversità delle specie e nell’abbondanza totale di alghe nel corso della storia della Terra. Gli habitat acquatici sono cambiati poco nel corso di molti milioni di anni e le forme moderne di alghe esistono sicuramente da molto tempo. È improbabile che un grande gruppo di alghe sia apparso più tardi del Paleozoico o del primo Mesozoico (240 milioni di anni fa).

Aspetti economici

Danno causato

Alcune alghe sono economicamente dannose o almeno un grave fastidio. Contaminano le fonti d'acqua, conferendole spesso un sapore e un odore sgradevoli. Alcune specie moltiplicate in modo massiccio possono essere identificate dal loro “aroma” specifico. Fortunatamente, ora ci sono i cosiddetti Gli alghicidi sono sostanze che uccidono efficacemente le alghe senza compromettere la qualità dell'acqua potabile. Per combattere le alghe negli stagni vengono utilizzate anche misure come l'aumento del "flusso" del sistema, l'ombreggiamento e il rimescolamento. I gamberi, ad esempio, mantengono una torbidità dell’acqua sufficiente a inibire notevolmente la crescita delle alghe. Alcune alghe, soprattutto durante i periodi della loro “fioritura”, rovinano le zone adibite alla balneazione. Durante i temporali, molte macrofite marine vengono strappate dal substrato e gettate sulla spiaggia dalle onde e dal vento, ricoprendola letteralmente con la loro massa putrescente. Nei loro densi accumuli gli avannotti possono rimanere impigliati. Diversi tipi di alghe, se ingerite dagli animali, provocano avvelenamenti, talvolta mortali. Altri si rivelano un disastro nelle serre o danneggiano le foglie delle piante.

I benefici delle alghe

Le alghe hanno molte proprietà benefiche.

Cibo per animali acquatici. Le alghe possono essere considerate la fonte primaria di cibo per tutti gli animali acquatici. Grazie alla presenza della clorofilla sintetizzano sostanze organiche da sostanze inorganiche. I pesci e altri animali acquatici consumano questa materia organica direttamente (mangiando alghe) o indirettamente (mangiando altri animali), quindi le alghe possono essere considerate il primo anello in quasi tutte le catene alimentari nei corpi idrici.

Cibo per l'uomo. In molti paesi, soprattutto in Oriente, le persone utilizzano diversi tipi di grandi alghe come cibo. Il loro valore nutritivo è basso, ma il contenuto di vitamine e minerali in tali "verdure" può essere piuttosto elevato.

Fonte dell'agar. Alcune alghe producono l'agar, una sostanza gelatinosa utilizzata per preparare gelatine, gelati, schiuma da barba, insalate, emulsioni, lassativi e per la coltivazione di microrganismi nei laboratori.

Diatomite La diatomite viene utilizzata nelle polveri e nei filtri abrasivi e funge anche da materiale isolante termico in sostituzione dell'amianto.

Fertilizzante. Le alghe sono un prezioso fertilizzante e le macrofite marine sono state utilizzate per nutrire le piante fin dai tempi antichi. Le alghe del suolo possono in gran parte determinare la fertilità di un sito e lo sviluppo dei licheni sulle pietre nude è considerato la prima fase del processo di formazione del suolo.

Colture algali. I biologi coltivano le alghe nei laboratori da molto tempo. All'inizio venivano coltivati ​​in piccole coppe trasparenti con acqua di stagno alla luce del sole, e recentemente si utilizzano terreni di coltura speciali con una certa quantità di sali minerali e sostanze speciali per la crescita, nonché fonti di luce artificiale controllate. È stato scoperto che alcune alghe necessitano di condizioni molto specifiche per uno sviluppo ottimale. Lo studio di tali colture di laboratorio ha ampliato enormemente la nostra conoscenza della crescita, della nutrizione e della riproduzione di questi organismi, nonché della loro composizione chimica. Al giorno d'oggi, in diversi paesi sono già state costruite installazioni pilota, che sono una specie di enormi acquari. Su di essi vengono condotti esperimenti in condizioni rigorosamente controllate utilizzando apparecchiature sofisticate per determinare le prospettive di utilizzo delle colture algali. Di conseguenza, è stato dimostrato che la produzione di sostanza secca di alghe per unità di superficie può essere molto superiore a quella delle attuali piante agricole. Alcune delle specie utilizzate, come l’alga verde unicellulare Chlorella, producono un “raccolto” contenente fino al 50% di proteine ​​commestibili. È possibile che le generazioni future, soprattutto nei paesi densamente popolati, utilizzeranno alghe coltivate artificialmente.

Classificazione delle alghe

In passato le alghe erano considerate piante primitive (prive di tessuti conduttori specializzati, o vascolari); erano assegnati alla suddivisione delle alghe (Algae), che, insieme alla suddivisione dei funghi (Fungi), costituiva il dipartimento dei talli (strati), o piante inferiori (Thallophyta), - una delle quattro divisioni del regno vegetale (alcuni autori usano il termine zoologico invece del termine “divisione””). Successivamente, le alghe sono state divise per colore: verde, rosso, marrone, ecc. Il colore è una base abbastanza forte, ma non l'unica, per la classificazione generale di questi organismi. Più importanti per identificare i diversi gruppi di alghe sono i tipi di formazione delle loro colonie, i metodi di riproduzione, le caratteristiche dei cloroplasti, le pareti cellulari, le sostanze di riserva, ecc. I vecchi sistemi di solito riconoscevano una decina di questi gruppi, considerati classi. Uno dei sistemi moderni classifica otto tipi (divisioni) del regno dei protisti (Protista) come “alghe” (questo termine ha perso il suo significato di classificazione); tuttavia, questo approccio non è riconosciuto da tutti gli scienziati.

Divisione delle alghe verdi (phylum) Chlorophyta del regno dei protisti

Di solito hanno il colore del verde erba (sebbene il colore possa variare dal giallo pallido al quasi nero) e i loro pigmenti fotosintetici sono gli stessi di quelli delle piante comuni.

La maggior parte sono forme microscopiche di acqua dolce. Molte specie crescono sul terreno, formando rivestimenti simili a feltro sulla sua superficie umida. Possono essere uni o multicellulari, formare filamenti, colonie sferiche, strutture fogliari, ecc.

Le cellule sono mobili (con due flagelli) o immobili. Riproduzione sessuale - diversi livelli complessità a seconda della tipologia. Sono state descritte diverse migliaia di specie. Le cellule contengono un nucleo e diversi cloroplasti chiaramente definiti.

Un genere ben noto è il Pleurococcus, un'alga unicellulare che produce escrescenze verdi spesso visibili sulla corteccia degli alberi.

Molto diffuso è il genere Spirogyra: alghe filamentose che formano lunghe fibre di fango nei torrenti e nei fiumi freddi. In primavera galleggiano in grumi appiccicosi verde-giallastri sulla superficie degli stagni.

La Cladophora cresce come "cespugli" morbidi e molto ramificati che si attaccano alle rocce vicino alle rive del fiume.

I basiocladi formano un rivestimento verde sul dorso delle tartarughe d'acqua dolce.

La rete idrica (Hydrodictyon), composta da molte cellule, che vivono in acque stagnanti, assomiglia davvero a una "borsa di corda" nella struttura.

Le Desmidiaceae sono alghe verdi unicellulari che preferiscono l'acqua dolce delle paludi; le loro cellule si distinguono per la forma bizzarra e la superficie splendidamente ornata.

In alcune specie, le cellule sono collegate in colonie filamentose. Nell'alga coloniale Scenedesmus che nuota liberamente, le cellule a forma di falce o oblunghe sono combinate in corte catene. Questo genere è comune negli acquari, dove la sua riproduzione di massa provoca la comparsa di una "nebbia" verde nell'acqua.

L'alga verde più grande è la lattuga di mare (Ulva), una macrofita a forma di foglia.

Le alghe rosse (alghe viola) costituiscono il dipartimento (phylum) Rhodophyta del regno dei protisti

La maggior parte sono macrofite marine frondose, cespugliose o incrostanti che vivono al di sotto della linea di bassa marea. Il loro colore è prevalentemente rosso per la presenza del pigmento ficoeritrina, ma può essere viola o bluastro. Alcuni pesci scarlatti si trovano in acqua dolce, principalmente in ruscelli e fiumi limpidi e veloci. Batrachospermum è un'alga gelatinosa, altamente ramificata, costituita da cellule simili a perle brunastre o rossastre. La Lemanea è una forma a forma di pennello che cresce spesso nei fiumi e nelle cascate che scorrono veloci, dove i suoi talli sono attaccati alle rocce. L'Audouinella è un'alga filamentosa presente nei piccoli fiumi. Il muschio irlandese (Chondrus cripus) è una macrofita marina comune. Le piante viola non formano cellule mobili. Il loro processo sessuale è molto complesso e un ciclo di vita comprende diverse fasi.

Le alghe brune costituiscono la divisione (phylum) Phaeophyta del regno dei protisti

Quasi tutti sono abitanti del mare. Solo poche specie sono microscopiche e tra le macrofite si trovano le alghe più grandi del mondo. L'ultimo gruppo comprende alghe, macrocystis, fucus, sargassum e lessonia ("palme di mare"), che sono più abbondanti lungo le coste dei mari freddi. Tutte le alghe brune sono multicellulari. Il loro colore varia dal giallo-verdastro al marrone scuro ed è causato dal pigmento fucoxantina. La riproduzione sessuale è associata alla formazione di gameti mobili dotati di due flagelli laterali. Gli esemplari che formano i gameti sono spesso completamente diversi da organismi della stessa specie che si riproducono solo tramite spore.

Diatomee (diatomee)

Sono riunite nella classe Bacillariophyceae, che nella classificazione qui utilizzata è compresa, insieme alle alghe dorate e giallo-verdi, nel dipartimento (phylum) Chrysophyta del regno protista. Le diatomee sono un gruppo molto ampio di specie unicellulari marine e d'acqua dolce. Il loro colore varia dal giallo al marrone per la presenza del pigmento fucoxantina. Il protoplasto delle diatomee è protetto da un guscio di silice (vetro) a forma di scatola, un guscio costituito da due valvole. La superficie dura delle valvole è spesso ricoperta da un complesso disegno di tratti, tubercoli, fosse e creste caratteristici della specie. Questi gusci sono tra gli oggetti microscopici più belli e la chiarezza del loro disegno viene talvolta utilizzata per testare il potere risolutivo del microscopio. Tipicamente, le valvole sono permeate di pori o presentano uno spazio chiamato sutura. La cellula contiene un nucleo. Oltre alla divisione cellulare in due, è nota anche la riproduzione sessuale. Molte diatomee nuotano liberamente, ma alcune sono attaccate agli oggetti sottomarini tramite zampe viscide. A volte le cellule si uniscono in fili, catene o colonie. Esistono due tipi di diatomee: pennate con cellule allungate, a simmetria bilaterale (sono più abbondanti nelle acque dolci) e centriche, le cui cellule, viste dalla valva, appaiono rotonde o poligonali (sono più abbondanti nei mari).

Come già accennato, i gusci di queste alghe si conservano dopo la morte cellulare e si depositano sul fondo dei serbatoi. Nel corso del tempo, i loro potenti accumuli vengono compattati in roccia porosa: la diatomite.

Flagellati

Questi organismi, per la loro capacità di nutrizione “animale” e per una serie di altre importanti caratteristiche, sono oggi spesso classificati come il sottoregno dei protozoi (Protozoa) del regno dei protisti, ma possono anche essere considerati come un reparto (tipo) di Euglenophyta dello stesso regno che non è compreso nei Protozoi. Tutti i flagellati sono unicellulari e mobili. Le cellule sono verdi, rosse o incolori. Alcune specie sono capaci di fotosintesi, mentre altre (saprofiti) assorbono la materia organica disciolta o addirittura ingeriscono particelle solide. La riproduzione sessuale è conosciuta solo in alcune specie. Un'abitante comune degli stagni è l'Euglena, un'alga verde con un “occhio” rosso. Nuota con l'aiuto di un singolo flagello ed è capace sia di fotosintesi che di nutrirsi di materia organica già pronta. A fine estate l'Euglena sanguinea può tingere di rosso l'acqua dello stagno.

Dinoflagellati

Questi organismi flagellati unicellulari sono spesso classificati anche come protozoi, ma possono anche essere classificati come un dipartimento indipendente (phylum) Pyrrophyta del regno dei protisti. Sono per lo più giallo-marroni, ma possono anche essere incolori. Le loro cellule sono generalmente mobili; La parete cellulare in alcune specie è assente e talvolta ha una forma molto bizzarra. La riproduzione sessuale è conosciuta solo in poche specie. Il genere marino Gonyaulax è una delle cause delle “maree rosse”: in prossimità delle coste può essere così abbondante che l'acqua assume un colore insolito. Questa alga produce sostanze tossiche che talvolta portano alla morte di pesci e molluschi. Alcuni dinoflagellati provocano la fosforescenza nei mari tropicali.

alghe dorate

Sono compresi, insieme ad altri, nel dipartimento (phylum) Chrysophyta del regno dei protisti. Il loro colore è giallo-marrone e le cellule sono mobili (flagellate) o immobili. La riproduzione è asessuata e produce cisti impregnate di silice.

Alghe giallo-verdi

Al giorno d'oggi è consuetudine combinarli con quelli dorati nella divisione (phylum) Chrysophyta, ma possono anche essere considerati una divisione indipendente (phylum) Xanthophyta del regno dei protisti. Hanno una forma simile alle alghe verdi, ma differiscono per la predominanza di specifici pigmenti gialli. Le loro pareti cellulari a volte sono costituite da due metà che si incastrano l'una nell'altra, e nelle specie filamentose queste valvole hanno una forma ad H in sezione longitudinale. La riproduzione sessuale è conosciuta solo in poche forme.

Charovaya (raggi)

Si tratta di alghe multicellulari che compongono la divisione (phylum) Charophyta del regno dei protisti. Il loro colore varia dal verde-grigiastro al grigio. Le pareti cellulari sono spesso incrostate di carbonato di calcio, per cui le characeae morte sono coinvolte nella formazione dei depositi di marna. Queste alghe hanno un asse principale cilindrico, a forma di stelo, dal quale si estendono in spirali germogli laterali, simili alle foglie delle piante. Le Characeae crescono verticalmente in acque poco profonde, raggiungendo un'altezza di 2,5-10 cm. La riproduzione è sessuale. È improbabile che le Characeae siano strettamente imparentate con uno qualsiasi dei gruppi sopra menzionati, sebbene alcuni botanici ritengano che abbiano avuto origine da alghe verdi.

Principalmente batteri e alga marina, capace di vivere e riprodursi...la trasparenza dipende dalla fotosintesi del verde e del viola alghe, fitoplancton, piante superiori. Come... -caratteristiche chimiche: batteri, alga marina, funghi o protozoi...