Хары. Строение и размножение харофитов

Водоросли В состав водорослей входят практически все витамины и важнейшие микро- и макроэлементы, например йод. Он расщепляет жировые элементы, которые потом легко выводятся из организма. Водоросли также выводят шлаки и укрепляют кожу.Во многих морских водорослях

Объединяют в самостоятельный отдел, по другим – они относятся как отдельный класс к группе зеленых водорослей . Лучицы сочетают в себе признаки как высших растений, так и водорослей. Их ископаемые остатки находят в пластах девонского периода. В настоящее время известно 6 родов (нителла, хара и др.) и более 400 видов, произрастающих в пресных водоемах и опресненных областях морей на мягких илистых грунтах.

Обычно харовые водоросли растут большими группами, формируя заросли (подводные луга), покрывающие густым ковром дно прудов и озер. Обильные разрастания этих водорослей отмечаются в водоемах с жесткой известковой водой. Они обладают способностью смягчать жесткую воду.

Строение харовых водорослей . Это достаточно крупные многоклеточные растения, размеры слоевищ которых составляют от 20-30 см до 1-2 м. Внешне эти водоросли похожи на высшие растения – хвощи или роголистники. Однако в организме харофитов нет стеблей, листьев и корней. Тело представляет собой истинное многоклеточное слоевище - таллом, имеющий сложное членисто-мутовчатое строение. Слоевище выглядит как ветвящийся куст с нитевидными либо стеблевидными побегами зеленой окраски. От многоклеточных узлов основного «стебля» мутовками отходят боковые ветви. Рост основных ветвящихся побегов не ограничен, тогда как для боковых побегов (аналогов листьев) характерен предельный рост. Ко дну водоемов таллом прикрепляется посредством многочисленных тонких белесоватых ризоидов.

В структуре клеток узлов и междоузлий харовых водорослей имеются существенные отличия. Так, каждое междоузлие представлено единственной удлиненной многоядерной клеткой гигантских размеров (до нескольких сантиметров в длину). Оболочки клеток междоузлий могут обызвествляться. Данные клетки не способны к делению. В узлах сосредоточено несколько мелких одноядерных клеток, которые в ходе деления дифференцируются и образуют мутовку «листьев» и боковые побеги «стебля».

Размножение харовых водорослей происходит вегетативным и половым способом. При вегетативном размножении новое растение появляется из особых клубеньков на ризоидах или звездчатых скопищ клеток в области нижних стеблевых узлов.

Половые органы харовых водорослей хорошо развиты. Оогонии (женские) и антеридии (мужские) органы многоклеточные, у большинства видов находятся на одном растении у однодомных форм, редко встречаются двудомные растения. Оплодотворение осуществляется на материнской особи. При слиянии сперматозоида и яйцеклетки образуется зигота, которая дает начало новому растению.

Значение харовых водорослей . В природе эти водоросли оказывают влияние на гидрологический режим и биологические свойства водоема, что ведет к формированию специфического устойчивого биоценоза. На слоевищах харовых водорослей развиваются многочисленные микроскопические бактерии и водоросли, которыми питаются мелкие беспозвоночные животные, в свою очередь служащие кормом рыбам. В густых подводных луга, образованных харофитами, прячутся мелкие водные животные и мальки рыб. Перелетные водоплавающие птицы питаются частями харовых водорослей.

В хозяйстве человека водоросли данной группы применяются как удобрение почвы в связи с наличием в их тканях большого количества извести. В местностях больших природных скоплений образуются отложения лечебных грязей. В научных кругах харовые водоросли являются ценным объектом исследования физиологии и биофизики растительных клеток.

100 р бонус за первый заказ

Выберите тип работы Дипломная работа Курсовая работа Реферат Магистерская диссертация Отчёт по практике Статья Доклад Рецензия Контрольная работа Монография Решение задач Бизнес-план Ответы на вопросы Творческая работа Эссе Чертёж Сочинения Перевод Презентации Набор текста Другое Повышение уникальности текста Кандидатская диссертация Лабораторная работа Помощь on-line

Узнать цену

Харовые представляет собой своеобразную высокоорганизованную группу макроскопических пресноводных водорослей, достигающих 20- 30 см, иногда 1-2 м высоты, и по внешнему виду похожих на высшие растения - хвощи. Харофиты имеют мутовчато разветвленное тело, главная ось которого расчленена узлами на длинные междоузлия. Узел состоит из центральных и нескольких очень коротких одноядерных периферических клеток, из которых развиваются боковые побеги; междоузлие образовано одной длинной (до 10 см) многоядерной клеткой, часто покрытой корой. Клетки коры берут начало от базальных клеток боковых ветвей соседних узлов, разрастаются и направляются в виде полосок навстречу друг другу, соединяясь посередине междоузлия. Запасной продукт - крахмал.Вегетативное размножение осуществляется клубеньками, которые возникают на ризоидах или на погруженных в грунт частях стебля, и отдельными участками таллома.Половой процесс у харовых оогамный. Органы полового размножения устроены сложно: многоклеточные, крупные, их можно увидеть и невооруженным глазом. У обоеполых видов оогонии располагаются в пазухах листьев, а антеридии - на их внешней стороне. Антеридии шаровидной формы, в диаметре достигают 0,5 мм, сначала они зеленые, а по мере созревания становятся оранжевыми или красными. Состоит антеридий из 8 щитков, плотно соединенных зазубренными краями. С внутренней стороны на щитке имеется рукоятка с первичной головкой, а на ней 6 вторичных головок, на которых развиваются сперматогенные нити, состоящие из 200-300 клеток. В каждой из них образуется по одному сперматозоиду с двумя жгутиками. При созревании антеридия щитки его разъединяются, и сперматозоиды через щели выходят в воду. Оогонии на ножке, имеют эллипсовидную форму, длинной до 1 мм, и состоят из удлиненной яйцеклетки, окруженной пятью спирально закрученными клетками, сверху с коронкой из 5-10 коротких клеток. Через щели в коронке сперматозоиды проникают в яйцеклетку, и один из них оплодотворяет ее, после чего развивается ооспора темно-красного цвета, с толстой оболочкой и значительным запасом питательных веществ. После покоя ооспора прорастает. Перед прорастанием происходит редукционное деление ядра ооспоры и деление протопласта на две клетки: нижнюю (большую с тремя ядрами) и верхнюю (меньшую с одним ядром). Верхняя клетка вторично делится на две, из одной развивается проросток таллома, а из другой - ризоид.Харофиты образуют заросли на илистом или песчаном грунте в прудах, озерах, тихих заводях рек на глубине до 1-5 и более метров, предпочитая водоемы с чистой жесткой водой, насыщенной растворимыми солями кальция.Харовые водоросли имеют большое значение в образовании органического вещества в водоемах, их самоочищении, являются своеобразными эконишами и кормовой базой для водных животных. Крупные клетки их служат хорошей моделью для биохимических и физиологических исследований, в частности для изучения проницаемости плазматических мембран, биоэлектрических потенциалов клетки и других вопросов.Класс Харовые (Charophyceae).Все представители (около 300 видов) харовых водорослей объединяются в один класс, в пределах которого выделяют один порядок Charales, подразделяемый на 2 семейства - собственно харовые (Characeae) и нителловые (Nitellaceae).Род хара (Chara) включает виды, стебли и листья которых полностью или частично покрыты корой. Листья членистые, линейные, имеют двойной венчик прилистников, иногда однорядный. Листочки расположены по 4 и больше в каждом листовом узле. Растения одно- и двудомные. У одноименных видов оогоний с коронкой, состоящей из 5 клеток, расположен над антеридием, что является характерным признаком рода.Известно около 120 видов, распространенных в чистых пресных и солоноватых водоемах различных типов на всем земном шаре, кроме Антарктиды. Род нителла стебли и листья без коры, остутствуют прилистники. Листья одно и многократно вильчатые.Растут в чистой спокойной воде на мягких илистых грунтах. очень чувствительны к загрязнению. нителла гибкая

Отдел харовые водоросли , или харофиты , насчитывает около 300 видов, обитающих преимущественно в пресноводных водоемах с чистой спокойной водой, как правило, образуя обширные заросли, сплошным ковром покрывающие дно. Для многих из них необходимо повышенное содержание извести в воде. Некоторые харовые могут обитать и в солоноватых водах. Классический представитель отдела — хара (Chara fragilis). Слоевище хары внешне напоминает побег хвоща, разделенный на узлы и междоузлия (рис. 1). Длинные многоядерные клетки междоузлий чередуются с короткими одноядерными клетками узлов, собранными в диски.

Бесцветные центральные клетки междоузлий покрыты корой из зеленых фотосинтезирующих клеток.

Узлы — зоны активной меристематической деятельности. Клетки узлов способны делиться. Именно в узлах формируются вес боковые выросты таллома: «листья», женские половые органы — оогонии и мужские половые органы — антеридии.

Из клеток нижнего узла развиваются ветвистые ризоиды, которыми хара прикрепляется ко дну водоема и на которых формируются органы вегетативного размножения — клубеньки. На верхнем конце таллома узлы сближаются и «листья», загибаясь, защищают верхушечную клетку, что внешне напоминает почку.

Женские органы полового размножения — оогонии и мужские — антеридии многоклеточные. Клетки оогониев — спиральные, а клетки антеридиев напоминают маленькие треугольные щитки, к которым крепятся сперматогенные нити (рис. 1). Оплодотворенная яйцеклетка превращается в зиготу (ооспору), которая после периода покоя дает начало новому растению. Бесполое размножение отсутствует. Клетки хары гаплоидны. Диплоидна только зигота.

Рис. 1. Хара (Chara fragilis): а) общий вид; 6) часть таллома (сильно увеличено); 1 — ризоиды; 2 — клубеньки; 3 — боковая ветвь; 4 — центральная клетка; 5 — коровые клетки; 6 — одноклеточный вырост; 7 — оогоний; 8 — яйцеклетка; 9 — коронка; 10 антеридий; 11 — щиток; 12 — подставка; 13 — спермагенные нити; 14 — сперматозоид

Харовые играют заметную роль в жизни природы. Их ооспоры являются превосходной пищей для водоплавающих птиц, особенно во время осенних перелетов.

Эволюционное значение харофитов

По мнению большинства ученых, харовые близки к предковым формам наземных растений, с которыми их сближает не только внешнее сходство, но и особенности деления клетки. Однако современные харовые водоросли слишком узко специализированы и непосредственными предками наземных растений быть не могут. Наземные растения произошли, видимо, от какого-то вымершего представителя зеленых водорослей, близких к харовым. Таким образом, современные харовые водоросли и наземные растения, по-видимому, имели единого вымершего предка.

Вероятно, по своем внешнему строению подобные предковые формы напоминали современные хетофоровые водоросли (класс улотриксовые), для которых характерна так называемая разнонитчатость: от горизонтальных нитей, часто имеющих ризоиды, отходят вертикальные нити, что очень хорошо видно при рассмотрении строения почвенной водоросли фритчиеллы (Fritschiella). Горизонтальные нити фритчиеллы спрятаны в почве, а от них поднимаются вверх вертикальные нити, которые при выходе из почвы на свет начинают сильно ветвиться (рис. 2). По общему плану строения хетофоровые действительно напоминают примитивные наземные растения. По мнению американских ученых, наиболее близки к наземным растениям хетофоровые из рода колеохете (Coleochaete), а к современным харовым, по мнению крупнейшего российского ботаника А.Л. Тахтаджяна, ближе всего представители другого рода хетофоровых — драпарнальдиопсиса (Draparnaldiopsis).

Рис. 2. Фритчиелла (Fritschiella)

Таким образом, наземные растения и харовые водоросли имели, по-видимому, единого вымершего предка с разнонитчатым строением таллома. Со временем, в процессе эволюции, однорядные нити разнонитчатого таллома стали многорядными, что и привело к формированию лишенных корней и листьев осевидных тел примитивных сосудистых растений.