КОЛОНИАЛЬНЫЕ И МНОГОКЛЕТОЧНЫЕ ВОДОРОСЛИ
| Информация в этой статье, заимствованная из ЭСБЕ, или из некоторых её разделов, устарела. Вы можете помочь проекту, обновив её и убрав после этого данный шаблон. Запрос «Spirogyra» перенаправляется сюда; см. также другие значения.
| Эукариоты | ||||||||
| Царство: | Растения |
| Подцарство: | Зелёные растения |
| Отдел: | Харофиты |
| Класс: | Конъюгаты |
| Порядок: | Зигнемовые |
| Семейство: | Зигнемовые |
| Род: | Спирогира |
| NCBI | 3179 |
| EOL | 11681 |
| 284795 |
(лат. Spirogyra) — род нитчатых харофитовых водорослей из семейства зигнемовых.
Строение
Тело спирогиры — неветвящаяся нить, состоит из одного ряда цилиндрических клеток. Оболочкой каждой клетки является целлюлозная клеточная стенка, покрытая снаружи слизью. Большую часть клетки занимает вакуоль с клеточным соком. На цитоплазматических тяжах, проходящих через вакуоль, подвешено одно ядро. В каждой клетке имеется по одному и более спирально закрученных хлоропластов, напоминающих ленты, расположенные в пристеночном слое цитоплазмы. Вследствие большой величины клеток спирогиры, достигающей у некоторых её видов до 0,01 мм, вследствие ясности их строения, эта водоросль является одной из наиболее хорошо изученных и служит классическим объектом при изучении анатомии клетки водоросли.
Спирогира (Spirogyra)
Представителем многоклеточных форм класса Конъюгаты (Conjugatophyceae, Zygnematophyceae) может служить нитчатая водоросль спирогира (Spirogyra). Она является одной из наиболее распространенных у нас нитчатых водорослей и насчитывает около 275 видов. Спирогира встречается в ручьях, речках, прудах, озерах и образует слизистые на ощупь скопления нитей. Крупные клетки спирогиры (рис. 224) имеют протоплазму, расположенную постенным слоем. В протоплазме находится хроматофор в виде спиральной ленты, опоясывающей всю клетку. Иногда имеется несколько таких спиральных лент. Хроматофор содержит большое количество пиреноидов. В центре клетки расположено ядро, подвешенное на протоплазменных нитях, отходящих от постенного слоя протоплазмы. Середина клетки занята вакуолей с клеточным соком.
| Рис. 224. Клетка спирогиры: а — хлоропласт; п — пиреноид; в центре ядро |
Все клетки спирогиры способны к делению. Деление их происходит в летнее время через один-два часа после захода солнца. Сначала делится ядро, затем формируется поперечная перегородка, рассекающая хроматофоры на две половины. У конъюгатов отсутствуют и апланоспоры, а также и типично выраженные гаметы.
Размножение осуществляется описанным выше делением клетки и разрывом нитей на отдельные многоклеточные участки.
Половой процесс протекает в виде так называемой конъюгации. Две нити спирогиры становятся параллельно друг к другу и сближаются. В клетках соседних нитей возникают выросты, растущие по направлению друг к другу (рис. 242). После смыкания выростов оболочка их растворяется и образуется канал, по которому содержимое одной клетки, обособившись от оболочки, переливается в другую клетку. Происходит слияние протопластов и образование зиготы. Такой половой процесс получил название лестничной конъюгации. Зигота одевается толстой оболочкой и после периода покоя (перезимовки) прорастает. Первое деление зиготы редукционное. Из возникающих четырех клеток три отмирают, а четвертая образует проросток, выходящий при прорастании наружу.
Спирогира относится к порядку Зигнемовых (Zygnemales). Кроме спирогиры, сюда принадлежит широко распространенная у нас нитчатка зигнема (Zygnema), в клетках которой имеется по два хроматофора звездчатой формы (рис. 243, 1). Материал с сайта https://worldofschool.ru
| Рис. 242. Спирогира. Конъюгация: а — мужская клетка; б — женская клетка; в — копуляционный канал; г — переливание протопласта мужской клетки в женскую; д — место слияния двух протопластов; е — зигота; ж — начало образования популяционного выроста |
| Рис. 243. Зигнемовые и десмидиевые водоросли: I. Зигнема (Zygnema). 2. Космарий (Cosmarium), деление клетки. 3. Микрастерий (Micrasterias) |
Жизненный цикл
Размножение вегетативное или половое (конъюгация). При конъюгации клетки двух соседних разнознаковых («+» или «-») нитей соединяются между собой боковыми выростами, образуется копуляционный канал, по которому протопласт одной клетки перетекает в другую и сливается с содержимым последней. Клетка, в которой произошло слияние (зигота), закругляется, отделяется от нити и, одеваясь толстой оболочкой, превращается в зигоспору. Зигоспора перезимовывает и весной проходит мейоз, давая 4 споры, три из которых отмирают, а одна прорастает в молодую нить («+» или «-»). Все стадии, кроме зиготы и зигоспоры, — гаплоидны.
Жизненный цикл[править | править код]
Конъюгация спирогиры (на рисунке — справа) из работы К. А. Тимирязева, 1907 г.
Размножение вегетативное или половое (конъюгация). При конъюгации клетки двух соседних разнознаковых («+» или «-») нитей соединяются между собой боковыми выростами, образуется копуляционный канал, по которому протопласт одной клетки перетекает в другую и сливается с содержимым последней. Клетка, в которой произошло слияние (зигота), закругляется, отделяется от нити и, одеваясь толстой оболочкой, превращается в зигоспору. Зигоспора перезимовывает и весной претерпевает мейоз, давая 4 споры, три из которых отмирают, а одна прорастает в молодую нить («+» или «-»). Все стадии, кроме зиготы и зигоспоры, — гаплоидны.
Вот микроскопическая водоросль, уже нам знакомая спирогира, с её характеристическими спиральными лентами хлорофилла. В известный момент развития этого организма составляющие его нити принимают параллельное положение, как это видно на рисунке. В некоторых клетках содержимое собирается в круглые или овальные клубки, и в то же время на двух смежных клеточках образуются вздутия стенки. Эти бугорки растут навстречу, сталкиваются, разделяющая их перегородка всасывается, исчезает, и тогда содержимое двух клеточек сливается в одну массу, причем совершенно безразлично, перельется ли содержимое из левой нити в правую или наоборот. Образовавшаяся таким образом округлая масса получает оболочку и превращается в спору, которая, освободившись, может прорасти и дать начало новому организму, новой нити спирогиры. Здесь мы, следовательно, встречаем процесс оплодотворения в крайне простой форме: две клеточки сливаются, чтобы дать начало одной, которая и служит для воспроизведения организма.
. Лекция VIII. Цветок и плод от 28.06.1907
К. А. Тимирязев о спирогире
Конъюгация спирогиры (на рисунке — справа) из работы К. А. Тимирязева, 1907 г.
Вот микроскопическая водоросль, уже нам знакомая спирогира, с её характеристическими спиральными лентами хлорофилла (рисунок справа). В известный момент развития этого организма составляющие его нити принимают параллельное положение, как это видно на рисунке. В некоторых клетках содержимое собирается в круглые или овальные клубки, и в то же время на двух смежных клеточках образуются вздутия стенки. Эти бугорки растут навстречу, сталкиваются, разделяющая их перегородка всасывается, исчезает, и тогда содержимое двух клеточек сливается в одну массу, причем совершенно безразлично, перельется ли содержимое из левой нити в правую или наоборот. Образовавшаяся таким образом округлая масса получает оболочку и превращается в спору, которая, освободившись, может прорасти и дать начало новому организму, новой нити спирогиры. Здесь мы, следовательно, встречаем процесс оплодотворения в крайне простой форме: две клеточки сливаются, чтобы дать начало одной, которая и служит для воспроизведения организма.
. Лекция VIII. Цветок и плод от 28.06.1907
Строение[править | править код]
Тело спирогиры — неветвящаяся нить, состоящая из одного ряда цилиндрических клеток. Оболочкой каждой клетки является целлюлозная клеточная стенка, покрытая снаружи слизью. Большую часть клетки занимает вакуоль с клеточным соком. На цитоплазматических тяжах, проходящих через вакуоль, подвешено одно ядро. Оно крупное и округлое. В каждой клетке имеется по одному и более спирально закрученных хлоропластов, напоминающих ленты, расположенные в пристеночном слое цитоплазмы. Вследствие большой величины клеток спирогиры, достигающей у некоторых её видов 0,01 мм, а также вследствие простоты их строения, эта водоросль является одной из наиболее изученных и служит классическим объектом при изучении анатомии клетки водоросли.
§46. Многоклеточные зеленые водоросли
1. Какие водоросли называют нитчатыми?
Нитчатые водоросли обычно состоят из очень тонких скользких зеленых нитей. Это многоклеточные водоросли. Их клетки одинаковы по строению и располагаются в один ряд. В каждой клетке есть цитоплазма, ядро и хроматофор.
2. Какое строение имеет спирогира? Как размножается эта водоросль?
Спирогира – это нитчатая водоросль, имеющая одинаковые по строению клетки, расположенные в один ряд. Каждая клетка имеет ядро, цитоплазму и хроматофор в виде двух спирально закрученных лент. Размножается спирогира вегетативно — путем разрыва нитей на части, каждая из которых дает начало новому организму. Происходит у нее и половой процесс. При этом участки нитей, параллельно расположенных двух спирогир, обволакиваются слизью. Противолежащие клетки образуют выросты, которыми нити соединяются между собой. Оболочки на концах выростов растворяются и содержимое одной клетки перетекает в другую клетку, где образуется зигота. Из зиготы после периода покоя развивается новая спирогира.
3. Где встречается водоросль улотрикс и каковы особенности ее строения по сравнению со спирогирой?
В проточных водоемах на подводных камнях и корягах часто встречается многоклеточная нитчатая водоросль улотрикс. Нити улотрикса состоят из ряда коротких клеток с хроматофорами в форме незамкнутого кольца. К подводным предметам улотрикс прикрепляется бесцветной клиновидной клеткой.
4. Как происходит размножение спирогиры?
Размножается спирогира вегетативно — путем разрыва нитей на части, каждая из которых дает начало новому организму. Происходит у нее и половой процесс. При этом участки нитей, параллельно расположенных двух спирогир, обволакиваются слизью. Противолежащие клетки образуют выросты, которыми нити соединяются между собой. Оболочки на концах выростов растворяются и содержимое одной клетки перетекает в другую клетку, где образуется зигота. Из зиготы после периода покоя развивается новая спирогира.
5. Чем от спирогиры и улотрикса отличается кладофора?
Хроматофор у кладофоры в форме сетчато — продырявленного цилиндра. Каждая клетка кладофоры имеет много ядер, чем она и отличается от спирогиры и улотрикса.
6. Каково значение нитчатых водорослей в природе?
При образовании органических веществ зеленые водоросли снижают в воде содержание углекислого газа и обогащают ее кислородом, необходимым для дыхания живых обитателей водоемов. Зелеными водорослями питаются многие рыбы и другие животные. Вместе с тем, чрезмерное их размножение в оросительных каналах и в рыбоводных прудах нередко приносит хозяйству человека большой ущерб.
Среда обитания и биологические особенности
Несмотря на то, что спирогира представляет организмы очень близкие к высшим растениям, она отличается простейшим строением и примитивной жизнедеятельностью. Из-за большого скопления тончайших нитей на водоемах образуются напоминающие вату комки, которые могут покрывать абсолютно всю поверхность воды. Чаще всего водоросль можно заметить на заиленных канавах и прудах, в болотах, реках. При отсутствии правильного ухода и регулярной чистки спирогира появляется и в бассейнах.
Места, где обитает спирогира, не ограничиваются естественными водоемами. Владельцы домашних аквариумов нередко встречаются с этим представителем водорослей и не знают, как с ней бороться. Причиной ее появления и активного распространения является загрязнение воды органическими компонентами (мертвые рыбки, избыточное количество корма), а также нерегулярная подмена воды и забитые системы фильтрации. Спирогира обитает и в хорошо освещенных условиях, поэтому избыток света способствует ее возникновению в аквариумах.
Одной из наиболее интересных характеристик спирогиры является ее строение. Таллом представляет собой неветвящуюся нить, образованную множеством цилиндрических клеток одинаковых по размеру. Длина одной клетки составляет около 0,01 мм, а ширина одной нити может колебаться в диапазоне 5−200 мкм. Такие размеры позволили специалистам провести изучение этого вида более подробно, чем других водорослей, и составить их описание.
Стенки клеток образованы углеводами, что делает спирогиру схожей с высшими растениями по строению. Каждая из них покрыта оболочкой из целлюлозы со слоем слизи. Внутриклеточное пространство заполнено соком, в нем же находится ядро и хлоропласты. Особенности строения обуславливают и механизм питания: исключительно с помощью фотосинтеза. Этот вид обитателей пресных водоемов не может питаться полезными веществами из почвы или воды.
Значение в экосистемах и жизни человека
Строение спирогиры делает ее главным объектом в лабораторных исследованиях, поскольку она имеет довольно крупные клетки, которые достигают 0,01 мм в диаметре. Данная водоросль образует густые заросли во многих водоемах. Такая биомасса способна выделить достаточно большое количество кислорода. Но это свойство имеет и отрицательное значение, поскольку приводит к процессам заболачивания, гниения и цветения воды. В результате многие животные могут просто погибнуть. Наверняка слова из детской песенки «затянуло бурой тиной гладь старинного пруда» посвящены именно зеленым нитчатым скоплениям спирогиры. Однако за счет нее выживает большое количество водных обитателей, а биомасса, которую она способна образовать, в несколько раз превышает подобные показатели у наземных растений.
Спирогира является типичным представителем группы Низших растений, а именно — отдела Зеленые водоросли. Она выступает неотъемлемой частью экосистем практически всех пресных водоемов, источником органических веществ и кислорода.
Источник