Почему у водорослей нет механических тканей

Водоросли относятся к низшим растениям, наиболее примитивным: у них отсутствует разделение организма на стебель, корень и листья. Спешу заметить, что термин «низшие растения» — отжившее понятие, использовавшееся в ботанике до второй половины XX века.

Современная биология не считает дифференциацию тканей определяющим различием, сейчас существенным считают фундаментальные различия в строение клеток, обмене веществ. Тем не менее, во многих устаревших пособиях этот термин используется, и я обязан предупредить вас о нем.

Наука о водорослях называется альгология (от лат. alga — морская трава, водоросль и греч. λόγος — учение).

Среди водорослей есть одноклеточные и многоклеточные, некоторые водоросли достигают в длину 100-200 метров. Способ питания водорослей автотрофный: они синтезируют органические вещества в процессе фотосинтеза. Солнечный свет, проходя через толщу воды, рассеивается, что делает фотосинтез с увеличением глубины все труднее и труднее. Поэтому кроме хлорофилла они часто имеют и другие пигменты.

Клетки водорослей характеризуются наличием клеточной стенки (из целлюлозы и гликопротеинов — от греч. glykys сладкий (углеводы) + греч. prōtos — первый, важнейший (белок)) Органоиды располагаются в цитоплазме (син. — внеядерной протоплазме), где также располагается(-ются) один или несколько хроматофоров. Размножение происходит бесполым, вегетативным или половым путем.

Тело водорослей представлено слоевищем (син. — талломом) — недифференцированным скоплением клеток. С помощью ризоидов (от др.-греч. ῥίζα — корень и εἶδος — вид) водоросли прикрепляются к субстрату (камням, коралловым полипам), функцию всасывания ризоиды не выполняют. У водорослей отсутствуют настоящие ткани, механических тканей нет, так как таллом водоросли поддерживается (парит) в толще воды. Нет проводящих тканей: каждая клетка имеет доступ к воде напрямую, так что в клетку из окружающей воды поступает кислород, а в воду удаляется углекислый газ.

Хроматофор (от греч. chroma — цвет и phoros — несущий) — органелла в клетке водоросли, аналогичная хлоропласту и осуществляющая фотосинтез. Отличается от хлоропласта упрощенным строением, меньшим размером и иным составом хлорофилла. Внешне отличаются между собой по форме, хроматофор может быть: чашевидный, спиралевидный, в виде незамкнутых колец, цилиндрические, лентовидные, дисковидные. В хроматофорах находятся пигменты, которые придают окраску растению.

Система вакуолей в клетках водорослей развита отлично, в подвижных клетках водорослей можно обнаружить пульсирующие (сократительные) вакуоли. Их основная функция — поддержание постоянного осмотического давления внутри клетки. Вообразите: в глубине океана находится клетка водоросли, в которую постоянно поступает много воды. Если бы не было таких сократительных вакуолей, то клетка просто лопнула бы, но их работа обеспечивает удаление избытка воды.

Также у многих подвижных водорослей в клетках присутствует светочувствительный глазок (стигма), что обуславливает их чувствительность к свету — фототаксис. Подвижные водоросли стремятся занять как можно более освещенное место, чтобы активно шел процесс фотосинтеза.

Жизненный цикл водорослей

Жизненные циклы водорослей разнообразны, обусловлены рядом экологических факторов. Мы разберем жизненный цикл на примере зеленой водоросли ульвы (морского салата).

Для начала отметим, что в целом жизненный цикл водорослей представляет собой чередование двух фаз: гаплоидной (гаметофита) и диплоидной (спорофита). Гаплоидной фазой называется фаза, при которой клеточные ядра содержат непарный (половинный) набор хромосом. К гаплоидной фазе всегда принадлежат гаметы: сперматозоиды, спермии (отличающиеся от сперматозоидов отсутствием жгутика), яйцеклетки.

При слиянии двух гамет: яйцеклетки (n) и спермия (n) образуется зигота (2n) из которой развивается спорофит (2n), таким образом, в спорофите восстанавливается диплоидный набор хромосом. В зооспорангии на спорофите в результате мейоза образуются зооспоры (n), которые делятся митозом, порастают и образуют мужские и женские гаметофиты (n). Клетки гаметофитов делятся митозом, образуются гаметы (n), которые сливаются в зиготу (2n), цикл замыкается.

Типы половых процессов

У водорослей выделяют несколько типов полового процесса:

Изогамия — копулирующие элементы (гаметы) не отличаются друг от друга, подвижны
Анизогамия — от греч. anisos неравный и gamos брак (гетерогамия) — при таком типе копулирующие элементы различаются по размерам, форме, величине, поведению
Оогамия — от др. греч. ᾠόν яйцо и γάμος брак — копулирующие элементы резко отличаются друг от друга: крупная женская гамета без жгутиков обычно с мужской мелкой подвижной гаметой. Допустимо считать оогамию в некотором смысле подтипом анизогамии.

Особо стоит выделить тип полового процесса — конъюгацию. Конъюгация отличается тем, что сливаются не гаметы, а обычные вегетативные клетки, лишенные жгутиков. Клетки соединяются друг с другом с помощью боковых выростов, формируется копуляционный (конъюгационный) канал, по которому содержимое из одной клетки перетекает в другую — образуется зигоспора. В дальнейшем из зигоспоры развивается новая водоросль.

Читайте также: Сколько обивочной ткани в рулоне

Отметим, что зооспора представляет собой подвижную клетку, которая способна двигаться в воде с помощью жгутиков. Образуется она в зооспорангии. Зооспора участвует в бесполом размножении у многих водорослей и простейших грибов. У некоторых водорослей имеются апланоспоры (гр. aplanes неподвижный + spora семя) — неподвижные безжгутиковые споры. Зооспоры и апланоспоры выходят в окружающую среду, разрывая стенки спорангия, в котором они находятся.

Значение водорослей

В Мировом океане водоросли составляют основную часть биомассы. Именно они являются главными продуцентами (производителями) органического вещества, преобразуя в ходе фотосинтеза энергию солнечного света в энергию химических связей. Значение водорослей для человека трудно переоценить: содержащиеся в них вещества необходимы для нормального роста и развития животных и человека (к примеру, морская капуста (ламинария) отличается большим содержанием йода.)

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Параграф 18. Водоросли.

Вопросы в начале параграфа

1. Какое строение имеет растительная клетка
Растительная клетка состоит из:
• клеточной стенки, которая защищает клетку и придает ейформу;
• цитоплазмы – бесцветного вещества, наполняющего клетку, в которой находятся остальные части клетки;
• мембраны, окружающей цитоплазму;
• ядра с ядрышком – самойважной части клетки;
• пластид (хлоропластов), в которых проходит процесс фотосинтеза;
• вакуоли – полости, заполненной клеточным соком.

2. Что такое пластиды?
Пластидами называют крохотные тельца, находящиеся внутри растительной клетки. Они принимают участие в синтезе органических веществ и могут быть разной окраски или вовсе ее не иметь. От того, какой цвет имеют пластиды, зависит окраска всей клетки.

3. Какие пластиды вы знаете?
В зависимости от окраски, различают три вида пластид:
1) Хлоропласты – пластиды зеленого цвета, выполняющие функцию фотосинтеза.
2) Хромопласты – пластиды красного, желтого или оранжевого цвета. Это связано с накоплением в них каротиноидов. От хромопластов зависит окраска осенних листьев, цветочных лепестков, созревших плодов.
3) Лейкопласты – бесцветные пластиды, встречающиеся в клетках, скрытых от солнечного света (корнях, клубнях, семенах). Их деятельность связана с накоплением запасных веществ: крахмала, белков, масел.

4. Что такое пигменты?
Биологические пигменты – это вещества, входящие в состав пластид и обладающие способностью окрашивать.
5. Что называют растительной тканью?
Растительной тканью называют группу клеток с общим строением и происхождением, приспособленных для выполнения одной или нескольких функций.

Вопросы в конце параграфа

1. Почему водоросли относят к низшим растениям?
У водорослей нет тканей и органов. У них есть только единое вегетативное тело, не делящееся на листья, стебли и корни. Поэтому они и относятся к низшим растениям.

2. Где обитают зеленые одноклеточные водоросли?
Зеленые одноклеточные водоросли обитают там, где повышенная влажность: в сырых, затененных местах, на поверхности камней, деревьев, зданий. Они есть даже на поверхности ледников

3. Какое строение имеет хламидомонада?
Хламидомонада – это одноклеточная зеленая водоросль, имеющая овальную форму, немного зауженную с одной стороны и способная передвигаться при помощи двух жгутиков, прикрепленных к этому узкому краю.
Клетка хламидомонады покрыта прозрачной оболочкой, внутри которой в цитоплазме находятся:
1) Две сократительные вакуоли,которые находятсяближе к жгутикам и избавляют хламидомонаду от лишней воды.
2) Светочувствительный красный глазок. Он определяет, где находится свет. Хламидомонада движется в этом направлении, осуществляя процесс фотосинтеза.
3) Хлоропласт, называемый хроматофором. Помимо процесса фотосинтеза, он откладывает крахмал.
4) Ядро.

4. Где обитают и какое строение имеют зеленые многоклеточные водоросли?
Многоклеточные зеленые водоросли представляют собой слоевище нитчатой или листовидной формы. Тело их состоит из ряда коротких клеток. В каждой клетке имеется оболочка, цитоплазма, ядро и хроматофор. Некоторые водоросли имеют образования, напоминающие корни. Их называют ризоиды. Многоклеточные водоросли обитают только в водной среде, как в пресной, так и в соленой.

5. Где обитают и какое строение имеют бурые водоросли?
Бурые водоросли – это многоклеточные растения со слоевищами разнообразной формы:нитевидными, шаровидными, пластинчатыми, кустообразными. Они могут быть прямостоящими и стелющимися. Длина бурых водорослей может колебаться от микроскопических до гигантских размеров. Внизу слоевища находятся ризоиды, при помощи которых водоросли крепятся к грунту. Бурые водоросли обитатели морей и океанов. Самым известным представителем бурых водорослей является ламинария, известная нам, как морская капуста.

Читайте также: Как определяется импеданс тканей

6. Где обитают и какое строение имеют красные водоросли?
Красные водоросли обитают в морях и океанах. Большинство красных водорослей имеют многоклеточное строение, но есть и одноклеточные формы. Клеточная стенка красных водорослей состоит из двух слоев. Внутренний слой – целлюлозный и внешний – аморфный. Их слоевища (талломы) крупны и разнообразны. Они могут быть нитевидными, листостебельными, кустистыми, кораллоподобными. В хлоропластах красных водорослей содержится не только хлорофилл, но и другие пигменты, имеющие синий, красный, желто-оранжевый цвета. Смешиваясь с хлорофиллом, они придают слоевищам водорослей различную окраску. Благодаря дополнительным пигментам улавливаетсябольше солнечного света для процесса фотосинтеза, поэтому красные водоросли могут обитать на гораздо большей глубине по сравнению с бурыми водорослями.

7. Что такое слоевище?
Слоевище или таллом – это тело многоклеточных низших растений, не разделяющееся на стебель, корень и листья.

8. Что такое хроматофор?
Хроматофор – это отвечающие за окраску крупные чашеобразные пластиды низших растений.

9. Что такое ризоиды? Почему их нельзя назвать корнями?

Ризоиды – это бесцветные ветвистые нитеобразные клетки, при помощи которых слоевище водорослей прикрепляется к грунту. Корнями их нельзя назвать потому, что по своему строению ризоиды не имеют ничего общего с этими органами высших растений.

10. Какое значение имеют водоросли в природе?
Для природы водоросли имеют большое значение. Они активно участвуют в круговороте веществ в природе. Как и все растения, водоросли способны поглощать углекислый газ и выделять кислород, который необходим живым организмам, обитающим в воде. Причем они выделяют настолько много кислорода, что он не только растворяется в воде, но и попадает в атмосферу. Водоросли участвуют в образовании почвы и формировании осадочных пород. Кроме того, водоросли служат пищей для многих обитателей водоемов.

11. Как человек использует водоросли?
Многие виды водорослей человек использует для своих нужд.
1) В химической промышленности из них получают йод, калийные соли, целлюлозу, спирт, уксусную кислоту, клеящие вещества, агар-агар.
2) В сельском хозяйстве водоросли используются, как биодобавка в рацион животных и как калийное удобрение.
3) В медицине водоросли используются для производства лекарств и лечебной грязи.
4) С помощью водорослей очищают загрязненные водоемы и сточные воды.
5) Отдельные виды водорослей (ламинарию, порфиру, ульву) человек употребляет в пищу. Они содержат много витаминов, йода, углеводов и поэтому очень полезны.

Почему даже у многоклеточных водорослей, имеющих большие размеры, отсутствует сосудистая система?
Она им не нужна, так как водоросли обитают в воде и со всех сторон окружены питательной средой. Поэтому каждая клетка сама, без помощи дополнительной транспортной системы, способна впитывать питательные вещества.

Задания для любознательных

Осторожно снимите зеленый налет с коры нескольких деревьев. Подготовьте микропрепараты и изучите их под микроскопом. Рассмотрите клетки водорослей, образующих зеленый налет. Постарайтесь установить одним или несколькими видами водорослей он образован.
Обычно на коре деревьев можно увидеть зеленые одноклеточные водоросли плеврококк, хлорококк , а так же нитчатую трентеполию.

§ 32. Ткани и органы растений

1. Какие основные типы тканей выделяют у растений?

У растений выделяют пять типов тканей: образовательные, основные, покровные, механические и проводящие. Все виды клеток постоянных тканей образуются из клеток образовательных тканей (меристемы) в результате их дифференцировки. Основные ткани (паренхима) являются преобладающими в организме растений. Видами основной ткани являются хлорофилл оносная паренхима (содержит хлоропласты, в которых происходит процесс фотосинтеза); запасающая, в клетках которой хранятся запасные питательные вещества — белки, жиры и углеводы, воздухоносная (в стеблях водных растений), водоносная (в стеблях и листьях растений сухих местообитаний). Покровные ткани находятся на границе организма с внешней средой, поэтому их основной функцией является защитная. Различают три вида покровной ткани: эпидермис (кожицу), перидерму (пробку) и корку. Механические ткани придают прочность различным частям растения. Они представлены двумя разновидностями: колленхимой (живыми клетками с неравномерно утолщенными стенками) и склеренхимой (мертвыми клетками или волокнами с толстой одревесневшей оболочкой). Чем сильнее развита механическая ткань в стебле, тем более мощную надземную часть может формировать растение. Проводящие ткани представлены ксилемой — сложной тканью, по трахеидам или трахеям которой осуществляется проведение воды и минеральных веществ от корней и доставка их всем органам растения (восходящий ток), и флоэмой — ТШСЖ6 сложной тканью, по проводящим элементам которой (ситовидным трубкам) осуществляется отток образованных в ходе фотосинтеза органических веществ ко всем органам и тканям растения (нисходящий ток).

Читайте также: Одежда из джинсовой ткани для женщин своими руками выкройки

2. Как вы думаете, почему ткани возникли у наземных растений, а не у водорослей, от которых произошли растения?

Вода — плотная среда, обладающая выталкивающей силой на погруженное в нее тело. Поэтому водорослям не нужно иметь прочные механические ткани. Покровные ткани также простые, у них нет перидермы и тем более корки, так как нет необходимости в сохранении воды и защите таллома водоросли от воздействий прямых солнечных лучей и отрицательных температур, которых нет в водной среде. Проводящие ткани также не нужны водорослям, поскольку воду и минеральные вещества они могут поглощать всей поверхностью таллома. Поэтому выход растений на сушу и освоение ими наземных местообитаний с разным водным и температурным режимом стал возможен только при условии развития всех видов тканей.

3, 4. Какие разновидности покровных тканей вы знаете? Каковы их функции? Какую функцию выполняет эпидермис? Каково в связи с этим строение его клеток?

Покровные ткани располагаются на поверхности всех органов растения. Они выполняют главным образом защитную функцию: защищают растения от механических повреждений, проникновения микроорганизмов, резких колебаний температуры, излишнего испарения и т. п. Различают три разновидности покровных тканей: эпидермис (кожица), перидерма (пробка) и корка.

Эпидермис (кожица) находится на поверхности листьев и молодых зеленых побегов. Его клетки расположены в один плотный слой, межклеточного вещества между ними практически нет. Клетки эпидермиса прозрачны, так как не имеют хлоропластов, поэтому они беспрепятственно пропускают световые лучи в толщу хлорофиллоносной паренхимы. Наружная поверхность клеток часто имеет кутикулу с содержащимися в ней воскоподобными веществами, препятствующими потере влаги растением. В эпидермисе листьев имеются устьица, регулирующие транспирацию и газообмен растения.

Перидерма (пробка) — покровная ткань стеблей и корней, сменяющая эпидермис у многолетних растений. Ее образование связано с деятельностью боковой образовательной ткани — пробкового камбия, формируемого под эпидермисом. Клетки пробки располагаются друг над другом в несколько рядов, их стенки пропитываются жироподобным веществом суберином, после чего отмирают и заполняются воздухом. Многослойная пробка образует своеобразный чехол стебля и корня, надежно предохраняющий растение от неблагоприятных воздействий факторов окружающей среды.

Корка формируется у деревьев и кустарников на смену пробке. Она образуется за счет все более глубокой закладки пробкового камбия среди живой паренхимной ткани. Участки паренхимы, оказавшиеся снаружи от слоя пробки, быстро отмирают. Поэтому по мере увеличения возраста деревьев корка становится все более толстой.

5. Что такое механические ткани? Каковы особенности их строения и функций?

Механические ткани обеспечивают прочность органов растений. Они составляют каркас, поддерживающий все органы растений, противодействуя их излому, сжатию, разрыву. Основными особенностями строения механических тканей, обеспечивающими прочность и упругость, являются утолщение и одревеснение их оболочек, тесное смыкание между клетками. Различают два вида механической ткани: колленхиму и склеренхиму.

Колленхима представлена живыми перенхимными клетками с неравномерно утолщенными оболочками, делающими их особенно приспособленными для укрепления молодых растущих органов. Клетки колленхимы легко растягиваются и не мешают удлинению растущих частей растения.

Склеренхима состоит из округлых (каменистых клеток) или вытянутых клеток (волокон) с равномерно утолщенными, часто одревесневшими оболочками, содержимое которых отмирает. Оболочки склеренхимных клеток обладают высокой прочностью.
Эта ткань широко представлена в вегетативных органах наземных растений и составляет их осевую опору. В ксилеме и флоэме она образует соответственно собранные в пучки древесинные и лубяные волокна. Каменистыми клетками образованы скорлупа орехов, косточки вишни, сливы, абрикоса; они придают мякоти груш крупчатый характер.

6. В чем состоят принципиальные различия в строении ксилемы и флоэмы?

Ксилема и флоэма — проводящие ткани растительного организма. Различия между ними заключаются в том, что проводящие элементы ксилемы (трахеиды и трахеи) — это неживые клетки, по которым осуществляется восходящий ток воды и растворенных минеральных веществ из почвы ко всем надземным органам и тканям растения. По живым ситовидным трубкам флоэмы происходит отток органических веществ, образованных в ходе фотосинтеза в листьях или зеленых стеблях, ко всем другим органам и тканям растения, в том числе и к корням (нисходящий ток).

7. Какие вегетативные и генеративные органы выделяют у растений? Каковы их функции?

Вегетативные органы, образуют тело растения. За счет вегетативных органов — корня, стебля и листьев — осуществляются все проявления жизни растения: поглощение воды и минеральных веществ из почвы, фототрофное питание, дыхание, рост и развитие, вегетативное размножение.

Генеративные органы являются наиболее специализированными образованиями, выполняющими функцию бесполого (спорангии) и полового (антеридии, архегонии, цветки) размножения.

Свежие записи
- Балкон в многоквартирном доме: является ли он общедомовым имуществом?
- Штраф за остекление балкона в 2022: что это и как избежать наказания
- Штраф за мусор с балкона: сколько заплатить за выбрасывание окурков
- Оформление балконного окна: выбираем шторы из органзы
- Как выбрать идеальные шторы для маленькой кухни с балконом