Типы размножения водорослей, классификация, примеры и микроскопия
Водоросли — фотосинтезирующие организмы, принадлежащие к царству Protista. Это единственные водоросли с изменяющимся размером от микроскопических одноклеточных микроводорослей ( хлорелла и диатомовые водоросли ) до больших массивных водорослей, длина которых обычно достигает нескольких метров (200 футов), а затем есть бурая водоросль.
Одним из гигантских сложных видов являются морские водоросли, встречающиеся в морской среде обитания. Пресноводный и наиболее сложный тип относится к царству Charophyta, например, Spirogyra и Stoneworts .
Водоросли имеют фотосинтетические пигменты, более сложные и разнообразные по сравнению с растениями. Они экологически выгодны для производства кислорода, а также играют важную роль в производстве пищи для большинства водных форм жизни. С экономической точки зрения они используются в качестве источника сырой нефти, а также в ряде фармацевтических отраслей, способствуя помощи человечеству.
Клетки этих организмов сильно отличаются от клеток растений и животных. В их клетках обычно отсутствуют ксилема, флоэма и устьица, которые наиболее важны для наземных растений. У водорослей отсутствуют многие структуры, которые присутствуют у наземных растений, такие как филлиды (напоминающие листья) мохообразных, листья, корни и другие важные характеристики сосудистых растений.
Воспроизведение
Водоросли размножаются как половым, так и бесполым путем с использованием различных репродуктивных стратегий.
Бесполое размножение происходит путем обычного клеточного деления или фрагментации, без объединения клеток или без сочетания различного генетического материала у второстепенных видов водорослей. У высших водорослей размножение происходит спорами.
Половое размножение обычно включает мейоз с использованием генетического материала двух разных родительских клеток. Различные экологические явления влияют и регулируют половое размножение.
Обычно цикл полового размножения состоит из двух фаз. Первая стадия имеет один набор хромосом и известна как гаплоидная. Вторая фаза диплоидная с двумя наборами хромосом.
Методы сбора
Микро- и макроводоросли собирают с помощью ножа или вручную. Для различения половых клеток часто используют карманный микроскоп . Это важно для некоторых родов.
Например, фитопланктон собирают с помощью сетчатой сети с размером 19 мкм. Пробы воды оставляют на ночь, чтобы водоросли осели или сконцентрировались на дне.
В некоторых случаях образцы сжимают, чтобы получить больше биомассы, как в случае со сфагнумом. Образцы, присутствующие в почве, трудно собрать, поэтому перед микроскопическим исследованием проводят культивирование для получения достаточного количества биомассы.
Важные примечания: Перед следующим этапом идентификации необходимо записать некоторые данные:
- Имя коллекционера
- Дата сбора
- Местонахождение водорослей
- Текстура воды, из которой собираются водоросли
- Водоросли либо свободно плавающие, либо прикрепленные
Обследование
Поместите каплю воды с содержащими водорослями на предметное стекло, осторожно накройте предметное стекло покровным стеклом и рассмотрите под микроскопом.
Наблюдайте за объектами в диапазоне примерно с 20-40 кратным, а для детального наблюдения 100-кратным увеличением.
Метод висячей капли также можно использовать для микроскопического исследования, при котором образец берется на покровное стекло, а для исследования используется парафин или жидкий парафин.
При использовании сложного микроскопа для правильного наблюдения специфики потребуется более высокое увеличение, чем 100X.
Рисунки или фотографии необходимы для правильной идентификации водорослей, для этого можно использовать насадку-камеру.
Сканирующие и просвечивающие электронные микроскопы редко используются для этих целей, они используются только для нескольких очень мелких водорослей.
Классификация водорослей
Глядя на уровни организации «филум» и «подразделение», оба иллюстрируют одну и ту же платформу. Филум— это зоологический термин, а подразделение — ботанический термин. Классификация протистов широко обсуждается, и какой-либо стандарт для их описания не установлен.
Однако, основываясь на некоторых таксономических вариациях, мы можем выделить их типы как:
1. Хлорофитовые
Это зеленые водоросли, имеющие митохондрии с плоскими кристами, жгутики, хлоропласты и зооспоры. В эту категорию входит от 9 000 до 12 000 видов. Цвет этих видов варьируется от желтовато-зеленого до темно-зеленого.
Большинство из них живут в пресной воде, прикрепленной к камням и дереву. Но встречаются и некоторые наземные и морские виды.
Зеленые водоросли также используются для изучения эволюции растений, например, одноклеточные хламидомонады используются для изучения предков наземных растений.
Как правило, они как подвижны, так и неподвижны, имеют центральную вакуоль и двухслойную клеточную стенку, состоящую из целлюлозы и пектина. Они запасают пищу в виде крахмала. Эти водоросли различаются по размеру и форме. Встречаются одноклеточные (Chlamydomonas), колониальные (Volvox), нитчатые (Spirogyra) и трубчатые формы (Caulerpa).
Хлорофилл далее делится на разные классы. Они следующие:
а. Хлорофитовые
Это пресноводные, включая Chlamydomonas, Chlorella, Dunaliella, Oedogonium и Volvox.
б. Charophyceae
К ним относятся микроскопические, в том числе каменянки - рода Chara, нитчатые спирогиры и десмиды.
в. Pleurastrophyceae
Это пресноводные и морские, в том числе морские жгутиконосцы Tetraselmis.
д. Prasinophyceae (Micromonadophyceae)
К ним относятся морские, включая Micromonas (иногда классифицируемые как Mamiellophyceae), Ostreococcus и Pyramimonas.
е. Ulvophyceae
Это наиболее важные морские виды, включая Acetabularia, Caulerpa, Monostroma и морской салат (род Ulva).
2. Хромофиты
Этот вид известен наличием хлорофиллида с (каротиноидов), митохондрий с трубчатой структурой крист, зооспор и двужгутиковых клеток.
Классы, включенные в эту категорию, следующие:
а. Bacillariophyceae
Их еще называют диатомовыми. Характерные особенности включают кремнеземные клеточные стенки и двусторонне симметричны. В эту категорию входит от 12 000 до 15 000 видов, включая Cyclotella, Thalassiosira, Navicula, Nitzschia.
Под микроскопом они кажутся маленькими барабанообразными клетками, редко образующими цепочки. Наиболее часто можно увидеть вид клапана контроллера. Створки обычно имеют округлую форму с расходящейся или концентрической волнистой поверхностью створки. Витальная зона клапана выглядит четко отделенной от пограничной зоны.
Доминирующая центральная область либо бесструктурна и безупречна, либо точечная и окружена маргинальной зоной с радиальными альвеолами. Внутренняя граница клапана складчатая или камерная.
б. Bicosoecaceae
Эти типы имеют бесцветные жгутиковые клетки, имеющие под микроскопом вазовидный вид. Их клетки прикрепляются к лорике с помощью жгутика в виде стебелька. Лорика прикрепляется к водорослям, растениям, животным и водным поверхностям. В эту категорию входит 50 видов. Например, Bicosoeca и Cafeteria.
в. Chrysophyceae
Их еще называют золотыми водорослями. Они варьируются от одноклеточных до колониальных жгутиковых , включая коккоидные, капсидные, нитевидные, амебоидные, плазмодиальные и паренхиматозные типы. Они в основном пресноводные с 12 000 видов. Например Хризокапса, Лагинион, Охромонас, Хрисамеба.
Пример: Хрисамеба
Под микроскопом они выглядят как амебоидные клетки, одиночные или иногда образующие рыхлые скопления, иногда с очень коротким лобным жгутиком и вторым уплотненным жгутиком, заметным только при электронной микроскопии.
Амебоидные клетки легко трансформируются в Chromulina-подобные с более длинным передним жгутиком; обычно втянутый или только недостаточный остаточный на этой стадии; переходные этапы распространены.
д. Dictyochophyceae
Обычно они морские, с силикофлагеллятами, имеющими отложения диатомита. В эту категорию входит почти 25 видов.
Есть два ордена этого класса;
- Pedinellales
Этот тип включает 6 хлоропластов в радикальной организации с основанием жгутика, прикрепленным непосредственно к ядру. Например, Actinomonas, Parapedinella, Apedinella, Actinomonas и Pteridomonas.
- Order Dictyochales
Они называются силикофлагеллятами, имеющими в своем скелете кремний со жгутиками, непосредственно прикрепленными к ядру клетки. Например, Pedinella, Pseudopedinella и Dictyocha.
е. Eustigmatophyceae
Они маленькие и бледно-зеленые, в группу входит 15 видов. Например, Nannochloropsis и Eustigmatos.
Пример: Nannochloropsis
Этот вид представляет собой морскую водную микроводоросль. Все эти виды являются незначительными, неподвижными сферами, не имеющими каких-либо несходных морфологических признаков и не выделяющимися ни с помощью световой, ни с помощью электронной микроскопии.
ф. Phaeophyceae
Так называются бурые водоросли разного размера, от микроскопических до больших 20-метровых. Они включают 1500 видов, обычно морских. Например, Ламинария, Макроцистис, Нереоцистис, Пельвеция, Саргассум и Пелагофикус.
Macrocystis — моноспецифический вид ламинарии (крупные бурые водоросли). Этот род охватывает большинство всех Phaeophyceae или бурых водорослей. Macrocystis имеет пневматоцисты в основании краев. Спорофиты повторяются, и особи могут жить до трех лет.
g. Prymnesiophyceae
Под микроскопом видно, что у них есть волосы, похожие на придатки между двумя жгутиками. Они важны для уменьшения глобального потепления, потому что большая часть потребления углерода в океане происходит из-за их деятельности.
В основном они морские, в их группе насчитывается 300 видов. Например, Emiliania, Prymnesium, Phaeocystis и Chrysochromulina.
Пример: Prymnesium
Prymnesium — род гаптофитов, включающий виды Prymnesium parvum. Это одноклеточные подвижные водоросли. Он имеет эллипсоидальную форму, так как один жгутик прямой, а два более длинных позволяют двигаться.
h. Raphidophyceae
Это жгутиковые с телами, вырабатывающими слизь, и в основном встречаются в морских и пресноводных районах. Среди них 50 видов. Например, Gonyostomum, Chattonella, Psammamonas, Heterosigma, Vacuolaria и Psammamonas.
Пример: Gonyostomum
Gonyostomum — класс пресноводных водорослей рода Gonyostomum, распространенный по всему миру. Они вызывают цветение водорослей, которые могут доставлять неудобства и, как известно, вызывают аллергические реакции у людей, купающихся в озерах.
i. Synurophyceae
Они состоят из кремнеземных чешуек, размер которых варьируется от одноклеточных до колониальных жгутиковых, а клетки заключены в кремнеземные чешуйки. В этот класс входят 250 видов. Например Синура и Малломонас.
Пример: Synura
Под микроскопом они выглядят как шаровидные или грушевидные клетки хризофитов, каждая с двумя золотыми хлоропластами, присутствующими в округлых подвижных колониях. Каждая клетка имеет два жгутика, выдающихся наружу из колонии, и ножку, закрепленную внутрь вблизи центра колонии. Каждая клетка ограничена спирально расположенными бесцветными чешуйками.
j. Xanthophyceae
Это пресноводные виды, кокковидные, нитевидные и капсидообразные. Они включают 600 видов. Например: Tribonema, Vaucheria, Botrydium и Bumilleriopsis.
Пример: Vaucheria
Vaucheria является разновидностью Xanthophyceae или желто-зеленых водорослей. Он принадлежит к одному из двух родов Vaucheriaceae. Этот класс имеет нити, образующие маты как в наземной, так и в пресноводной среде.
Его тяжи образуют ценоциты с большой доминантной вакуолью, упирающейся в соседнюю цитоплазму . Вакуоль распространяется по всему филаменту, исключая его растущий кончик .
Хлоропласты располагаются по бокам цитоплазмы, а ядра агрегируют к центру рядом с вакуолью.
3. Криптофиты
К этому отделу относятся все одноклеточные жгутиконосцы. 200 видов включены в эту категорию. Например, Plagioselmis, Falcomonas, Rhinomonas, Teleaulax и Chilomonas.
Пример: Plagioselmis
Под микроскопом они имеют форму запятой и выглядят красными или похожими цветами. У некоторых штаммов этого рода есть канавка, а у других нет. Исследователи рекомендовали поместить тех, у кого нет борозд, в новый род.
4. Родофиты
В основном это фотосинтезирующие и нитчатые, некоторые также паразитические. В эту категорию входит почти 6000 видов. Например, Corallina, Gracilaria, Kappaphycus, Corallina, Chondrus, Gelidium, Bangia, Palmaria, Porphyra, Polysiphonia и Rhodymenia.
5. Динофлагеллята
Обычно они одноклеточные с фотосинтетическими и гетеротрофными типами, насчитывающими 1500 видов. Их называют динофлагеллятами, потому что они имеют два разных жгутика, а также имеют характеристики как растений, так и животных. Например, Александриум, Динофизис, Гимнодиний, Перидиний, Поликрикос, Ноктилука, Цератиум, Гоньяулакс.
Пример: Alexandrium
Alexandrium относится к роду динофлагеллят, у которого есть одни из самых вредных динофлагеллят, поскольку они образуют токсичные деструктивные цветения водорослей (HAB). Существует почти 30 видов александриума, которые могут образовывать монофилетическую кладу.
6. Эвгленовые
Обычно они одноклеточные, фотосинтезирующие, а некоторые гетеротрофные. Их хлорофилл хранится вне хлоропластов. В этой категории насчитывается 1000 видов. Например, Eutreptiella, Phacus, Euglena и Colacium.
Пример: Eutreptiella
Под микроскопом они выглядят с двумя или четырьмя жгутиками, пелликулярными с широкими полосками, хлоропластами, пузырчатыми из двух парамилоновых узлов. Этот вид часто встречается ранней весной.
https://www.microscopemaster.com/algae.html#gallery[pagegallery]/2/