Способы размножения водорослей: половое и бесполое, вегетативный и комбинированный типы, деление спорами

Обновлено: 18.09.2024

Растения размножаются как бесполым, так и половым способом. К первому типу репродукции относятся спорообразование и вегетативный метод воспроизведения. Спорой называют специализированную клетку растения, которая в процессе жизнедеятельности отделяется от материнского организма. Попадая в благоприятную среду, она даёт жизнь новому растению. Этот способ размножения характерен для самых древних представителей флоры:

папоротников;
хвощей;
плаунов;
мхов.

Вегетативное размножение происходит при помощи стеблей, листьев, луковиц, побегов или корней растения.

Такой способ воспроизведения характерен почти для всех представителей флоры, имеющих сформированные органы.

В процессе эволюции произошла закономерная смена бесполого размножения на половое. Способ характеризуется слиянием двух половых клеток растений, называемых гаметами. Каждая родительская клетка несёт собственный генетический материал. Это значит, что в первом поколении будут проявляться абсолютно новые наследственные признаки, которые позволят лучше приспособиться к окружающей среде. В этом и заключается основное преимущество полового размножения.

Организм, на котором происходит формирование специализированных клеток, называется гаметофитом, а сам процесс — гаметогенезом. Органы полового размножения у растений называются так же, как и структуры, формирующие репродуктивные клетки, — архегонии и антеридии. Подвижные мужские гаметы называют сперматозоидами, неподвижные — спермиями.

Женской гаметой является яйцеклетка, которая отличается крупным размером и высоким содержанием питательных веществ. После слияния мужских и женских половых клеток образуется зигота. Зародыш имеет диплоидный набор хромосом, полученных от родителей.

Вегетативный способ размножения

Водоросли размножаются несколькими способами. При вегетативном — ДНК родительского материала не взаимодействует с другими клетками. Этот способ может быть достаточно разнообразным, представляя собой:

Отделение клеток. Некоторые виды размножаются при помощи деления клеток. Новые бинарные единицы начинают развиваться в отдельный организм.
Почкование. На родительном теле нарастают новообразования, которые через определённое время отделяются.
Фрагментация. Обычно встречается у различных колониальных видов. Тело родителя разделяется на несколько фрагментов, которые становятся новыми организмами.

Тип размножения зависит от конкретного вида водорослей и принадлежности к какой-либо группе. Также бывают подвиды вегетативного способа, но они встречаются очень редко.

Деление спорами и генеративный тип

К бесполому размножению относится и деление спорами. Обычно в них находятся 2 набора хромосом, которые хранят информацию родительского растения.

Существует несколько видов спор:

тетраспоры;
автоспоры;
зооспоры;
синзооспоры;
гипроспоры;
алпноспоры.

У разных видов водорослей они могут развиваться внутри клеток или же быть самостоятельными частями организма. Также существуют и такие, которые могут развиваться отдельно от родителя.

Во время генеративного размножения два взрослых растения обмениваются набором хромосом, чтобы дать потомство, у которого будут черты от обоих родителей. Наиболее простым способом считается конъюгация. Они появляется тогда, когда два организма меняются хромосомами, после чего разделяются. Слияние (оогамия) у определённых видов происходит при помощи специальных трубок.

Многие многоклеточные водоросли имеют половые клетки, которые называются гаметами. Они сливаются, после чего появляется потомство или же споры.

Конспект урока "Размножение споровых растений"

Споровые растения - это растения, которые размножаются и распространяются спорами. Все споровые растения делятся на высшие и низшие. К низшим споровым растениям относятся водоросли, а к высшим - мхи, плауны, хвощи и папоротники.

Размножение водорослей

Воспроизведение себе подобных у водорослей совершается с помощью вегетативного, бесполого и полового размножений. Вегетативное размножение у многоклеточных водорослей происходит несколькими способами, в том числе при механическом разрушении слоевища на части (волнами, течением, в результате погрызов животными) или вследствие процессов, которые приводят к распаду нитей на многоклеточные или одноклеточные части.

Бесполое размножение водорослей происходит с помощью спор или зооспор (спор со жгутиками). Для некоторых водорослей, например хлореллы, характерно только бесполое размножение. При этом внутри клетки образуются неподвижные споры, по строению очень похожие на материнскую клетку. После разрыва оболочки споры выходят во внешнюю среду и растут. Обычно же водоросли размножаются как бесполым, так и половым путём.

Способы полового размножения у водорослей очень разнообразны. Рассмотрим размножение одноклеточных водорослей на примере известной вам хламидомонады. При благоприятных условиях хламидомонада размножается бесполым способом. Перед делением она перестаёт двигаться и теряет жгутики. В материнской клетке в результате деления образуются 2, 4 или 8 зооспор. Они выходят из материнской клетки и вырастают до размеров взрослой хламидомонады.

При наступлении неблагоприятных условий (похолодание, пересыхание водоёма) хламидомонада начинает размножаться половым путём. В этом случае внутри хламидомонады возникают половые клетки — гаметы, каждая с двумя жгутиками. Гаметы разных хламидомонад выходят в воду, сближаются и соединяются попарно, образуя зиготу, которая покрывается толстой оболочкой. После периода покоя на дне водоёма зигота делится и даёт 4 новые особи.

Размножение многоклеточных водорослей рассмотрим на примере улотрикса. Как и другие водоросли, улотрикс размножается бесполым и половым путями. В благоприятных условиях в тёплое время года улотрикс размножается бесполым путём. Каждая клетка, кроме той, с помощью которой нить прикрепляется, может разделиться на 2 или 4 зооспоры. Они выходят в воду, плавают, прикрепляются к какому-либо подводному предмету и делятся. Так образуются новые талломы водоросли.

Когда наступает неблагоприятный период, улотрикс переходит к половому размножению. При этом в клетках многоклеточного слоевища возникают гаметы. Поэтому многоклеточный таллом является гаметофитом (половым поколением) — водорослью, производящей гаметы. В воде гаметы сближаются и сливаются, образуя зиготу. Обычно сливаются гаметы, возникшие в клетках нитей разных водорослей. Зигота покрывается толстой оболочкой, формирует ножку и превращается в одноклеточный таллом — спорофит (бесполое поколение). Спорофитом эта водоросль называется потому, что образует подвижные или неподвижные споры. Эти споры развиваются в новые многоклеточные талломы улотрикса.

Таким образом, для пресноводного улотрикса характерно чередование поколений — многоклеточного гаметофита и одноклеточного спорофита. При смене условий окружающей среды способы размножения улотрикса сменяют друг друга.

Размножение мхов

У мхов чётко выражено чередование бесполого и полового поколений. Характерной особенностью всех мхов является преобладание в жизненном цикле полового поколения над бесполым. Размножение мхов рассмотрим на примере кукушкина льна. Само растение мха, которое мы видим — это гаметофит (половое поколение).

Кукушкин лён — двудомное растение. Органы полового размножения у него развиваются на верхушках мужских и женских растений. На верхушке мужского растения образуются органы полового размножения, в которых развивается большое количество сперматозоидов, которые имеют по два жгутика. На верхушке женского растения закладываются женские половые органы, в которых располагается неподвижная яйцеклетка.

Во время дождя или при обильной росе сперматозоиды передвигаются в воде, которая покрывает мхи, и попадают к яйцеклетке. В результате слияния сперматозоида с яйцеклеткой образуется зигота. Из зиготы, благодаря её делению, через некоторое время на гаметофите начинает развиваться коробочка на ножке. Это спорофит — бесполое поколение мха. Он развивается за счёт гаметофита — материнского растения, от которого получает воду и питательные вещества. В коробочке созревают споры. При созревании спор коробочка вскрывается и споры рассеиваются. Они разносятся ветром, попадают на влажную почву и прорастают. При прорастании спор вначале образуются тонкие ветвящиеся нити зелёного цвета — предростки. На них через некоторое время возникают почки. Из почек вырастают новые растения гаметофита кукушкина льна. Так завершается жизненный цикл этого растения.

Размножение плаунов

Особенности размножения плаунов рассмотрим на примере плауна булавовидного. В жизненном цикле плаунов, в отличие от мхов, спорофит (бесполое поколение) преобладает над гаметофитом. Спорофит — это зелёное растение плауна, которое мы можем увидеть в лесу.

На нём образуются спороносные колоски. Они состоят из вытянутой оси, на которой расположены особые спороносные листочки. На их верхней стороне развиваются спорангии. Внутри спорангиев образуется большое количество одинаковых спор. При созревании споры высыпаются из спорангия и попадают в почву. В почве споры прорастают. Из них формируются гаметофиты — половое поколение плаунов. Гаметофит у плаунов называется заростком. Он бесцветный, лишён хлорофилла. Для нормального развития заростка необходимо, чтобы в него проникли гифы гриба и сформировался симбиоз. Только после этого гаметофит будет нормально развиваться дальше.

Заростки существуют независимо от спорофита. Развиваются они медленно. Через 6—15 лет после прорастания споры на заростке формируются мужские и женские органы полового размножения, в которых образуется большое количество сперматозоидов и яйцеклетка. Для того чтобы сперматозоиды смогли доплыть до яйцеклетки и оплодотворить её, необходимо наличие воды. После оплодотворения развивается зигота. Из зиготы образуется новое растение спорофита. Вначале оно использует те питательные вещества, которые были накоплены в заростке. Но после того как у молодого растения сформируются зелёные листья и корни, оно переходит к самостоятельному существованию. Так завершается жизненный цикл плауна булавовидного.

Размножение хвощей

Размножение хвощей сходно с размножением плаунов. Растения хвоща, которые мы можем видеть в поле, в лесу или у водоёма, — это спорофиты. Они образуют в спороносных колосках большое количество спор, из которых вырастают зелёные надземные заростки гаметофитов. На заростках формируются такие же, как у плаунов, органы полового размножения. Оплодотворение, как и у всех споровых растений, происходит только при наличии воды и заканчивается образованием зиготы. Из образовавшейся зиготы сразу же начинает формироваться молодое растение бесполого поколения — спорофит. Так завершается жизненный цикл хвощей.

Размножение папоротников

Размножение папоротников рассмотрим на примере щитовника мужского. У папоротников, так же как и у плаунов и хвощей, в жизненном цикле преобладает спорофит — листостебельное растение. На нижней стороне листьев папоротника образуются маленькие бурые бугорки. В бугорках находятся пучки мелких мешочков — спорангиев, в которых созревают споры. Споры в сухую погоду высыпаются и разносятся ветром. Попав на влажную почву, спора прорастает и образует гаметофит — половое поколение щитовника. Гаметофит у папоротников, также как у плаунов и хвощей, называется заросток. Заросток щитовника существует независимо от спорофита. Он представляет собой небольшую зелёную пластинку сердцевидной формы. Заросток прикрепляется к почве с помощью ризоидов. На нижней стороне заростка развиваются мужские и женские гаметы (сперматозоиды и яйцеклетки). Под заростком задерживаются капельки росы или дождевой воды, в которых сперматозоиды могут подплыть к яйцеклеткам. Происходит оплодотворение. Из зиготы развивается зародыш — молодое растение спорофита. Так завершается жизненный цикл щитовника мужского.

Виды водорослей

Современной биологии известны более 30 тысяч видов водорослей. Однако все их можно объединить в особые группы:

Эвгленовые или одноклеточные. Самые маленькие водоросли.
Пирофитовые водоросли, мембрана которых состоит из целлюлозы.
Диатомеи. Они состоят из клеток с так называемым двойным панцирем. Здесь возможно встретить как одноклеточные, так и многоклеточные, однако все они пресноводные золотистого или буро-жёлтого цвета.
Жёлто-зелёные. Их очень часто объединяют с предыдущей группой.
Зелёные. Их можно обнаружить невооружённым глазом, например, на коре деревьев. Это уже многоклеточные водоросли, которые нередко объединяются с зелёными. Высота стебля колеблется от 2,5 см до 10 см.
Красные водоросли. Так называются из-за присутствия в их составе особого элемента – фитоэритрина, который и окрашивает их в красный цвет. Обитают эти водоросли преимущественно на большой глубине в морях.
Бурые водоросли. Самый совершенный вид. Обитают они на большой глубине и способны создавать заросли, такие, например, как в Саргассовом море. Ризоиды у них плотно прикреплены к поверхности, так что оторвать их практически невозможно.

Каким образом размножаются водоросли

Давайте разбираться с основным вопросом статьи. В природе водоросли размножаются тремя способами. Каждый из них имеет свои особенности.

Водоросли размножаются вегетативно. Это такой способ размножения, при котором взрослая особь делится надвое или, например, происходит отделение почки от материнского тела. Затем вновь образованные клетки делятся на две и четыре клетки, из которых впоследствии вырастает взрослая водоросль.
Бесполое размножение. Такой вид, при котором внутри клетки водоросли происходит деление протопласта, с последующим его выходом наружу и отделением от материнской клетки.
Водоросли размножаются спорами, которые образуются в специальных органах - спорангиях.
Половое размножение. Заключается в слиянии двух клеток, гамет, в результате чего появляется зигота, которая впоследствии вырастает в новую особь или даёт зооспоры. Причём зиготы различных водорослей после своего образования ведут себя по-разному. У одних они впадают в период покоя, который может длиться до нескольких месяцев. А другие же прорастают сразу в новый слой или слоевища.

Примечательно то, что каждый вид водорослей размножается по-разному. Этот вопрос изучает школьная программа. И часто ученики слышат вопрос от учителя: "Как размножаются водоросли? Опишите размножение водорослей." Ответить на него просто, если изучить материал подробно.

В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам

Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.

Цветковый тип

Главный признак группы покрытосеменных — наличие цветка. Мужским половым органом является тычинка, а женским — пестик. Процесс размножения всех представителей семенной группы состоит из двух стадий: опыления и оплодотворения.

В пыльцевых зёрнах происходит развитие мужских гамет, а яйцеклетки созревают в зародышевом мешке. Половое размножение происходит в несколько этапов:

Благодаря насекомым и ветру пыльца попадает на рыльце пестика.
Пыльцевое зерно прорастает в направлении завязи, образуя трубку.
Один из спермиев сливается с женской гаметой, второй — с центральной клеткой.

Таким образом, главной особенностью размножения цветковых организмов является двойное оплодотворение.

Из зиготы формируется зародыш, а центральная клетка преобразуется в эндосперм, осуществляющий питательную функцию. Со временем покровы семязачатка превращаются в кожуру, а часть завязи формирует стенки плода. Знание способов и особенностей размножения позволяет развивать сельское хозяйство, создавая новые виды жизнеспособных растений.

Размножение — одно из обязательных свойств любого живого организма. Размножение заключается в увеличении числа особей.

У растений различают бесполое и половое размножение.

Бесполое размножение

В процессе бесполого размножения участвует один родительский организм, который производит двух или более потомков. Потомки идентичны между собой и родительскому организму.

Бесполое размножение подразделяют на собственно бесполое ( спорообразование ) и вегетативное .

1. Собственно бесполое размножение (спорообразование).

С помощью спор размножаются одноклеточные и многоклеточные водоросли, мхи, папоротники, хвощи и плауны.

Спора — особая клетка с плотной оболочкой, служащая для размножения и расселения. У большинства растений споры образуются в специальных органах — спорангиях. На одном растении может образоваться огромное количество спор. При попадании в благоприятные условия спора прорастает и образует новое растение.

На нижней стороне листьев папоротника можно видеть спорангии со спорами.

2. Вегетативное размножение — размножение при помощи вегетативных частей растения: стеблей, корней, листьев, луковиц, клубней и т. д. Новая особь наследует все признаки и свойства материнского организма.

Клубни картофеля

На листьях каланхоэ развиваются молодые растения

Земляника размножается при помощи усов

Лилейник размножается делением куста

Половое размножение

В процессе полового размножения новый организм образуется в результате слияния половых клеток (гамет).

У растений половые клетки — это яйцеклетки (женские) и сперматозоиды или спермии (мужские). Сперматозоиды имеют жгутики и могут самостоятельно передвигаться, а спермии неподвижны.

Процесс слияния яйцеклетки с мужской гаметой — оплодотворение . В результате оплодотворения образуется зигота , из которой развивается зародыш . Растение, образовавшееся в результате полового размножения, имеет сходство с обоими родительскими организмами.

Цветок — репродуктивный орган цветкового растения. В цветках формируются мужские и женские половые клетки. После опыления и оплодотворения из цветка образуются плоды с семенами.

При половом размножении происходит оплодотворение, т. е. слияние двух гамет (мужской и женской). Образуется зигота, содержащая наследственную информацию, полученную от двух родительских организмов. Из зиготы развивается новый организм, признаки которого могут отличаться от признаков родительских особей.

В цикле развития высших растений и некоторых водорослей наблюдается чередование полового и бесполого способов размножения.

Размножение — способность живых организмов воспроизводить себе подобных.

Различают две основные формы размножения — бесполое и половое.

Бесполым называется размножение, которое происходит без образования гамет. В нём участвует одна особь, а генотип потомства такой же, как у родительской особи.

При бесполом размножении не нужно искать партнёра, потомство может оставить любая особь в любом месте. Возникает огромное количество потомков.

Недостаток этой формы размножения — идентичность всего потомства. При резком изменении условий все организмы могут погибнуть.

Способы бесполого размножения

Деление клетки характерно для одноклеточных организмов. Бактерии делятся простым бинарным делением, а протисты (амёбы, эвглены, инфузории и др.) — митозом.

Деление бактерии

Деление амёбы

Множественное деление ( шизогония ) приводит к образованию большого числа дочерних клеток из одной исходной. Наблюдается у споровиков, например у малярийного плазмодия. Шизогония следует сразу за попаданием плазмодия в печень. Быстро образуется около тысячи клеток, каждая из которых может проникнуть в эритроциты.

Спорообразование — размножение некоторых одноклеточных и многоклеточных организмов с помощью спор.

Спора — специализированная клетка, состоящая из небольшого количества цитоплазмы и ядра с минимальным запасом питательных веществ, способная дать начало новому организму.

Спорами размножаются многие протисты, грибы и растения.

Споры образуются в обычных клетках материнского организма или в специальных органах — спорангиях — и прорастают в новый организм.

Размножение шляпочных грибов

Обрати внимание!

Споры бактерий не участвуют в размножении. Их функция — перенесение неблагоприятных условий.

Почкование характерно для некоторых многоклеточных организмов. На теле родительской особи образуется небольшой вырост (почка), из которого затем развивается новый организм. У дрожжей и гидроидных дочерний организм отделяется и становится самостоятельным. У губок, коралловых полипов дочерние особи не отделяются, и возникают колонии.

Почкование дрожжей

Колония коралловых полипов

Фрагментация — это размножение многоклеточных организмов частями тела. У грибов, лишайников, водорослей новый организм развивается из участков мицелия или слоевища. В основе фрагментации лежит регенерация — способность живых организмов восстанавливать утраченные части тела. Фрагментация наблюдается также у некоторых животных (кишечнополостных, губок, иглокожих, плоских червей и некоторых кольчатых червей).

Восстановление тела из одного луча

у морской звезды

Вегетативное размножение — это образование новых особей из вегетативных органов. В его основе тоже лежит регенерация.

Наиболее характерно для цветковых растений.

Особым видом бесполого размножения является полиэмбриония . В этом случае из одной диплоидной зиготы образуется несколько зародышей.

Образующиеся при делении зиготы бластомеры разделяются, и каждый из них развивается как самостоятельная зигота. Потомки генетически идентичны и всегда одного пола.

Такой вид бесполого размножения встречается у броненосцев.

К полиэмбрионии также относится образование однояйцевых близнецов у человека.

Более подробно материал о формах бесполого размножения у растений изложен в теме «Процессы жизнедеятельности растений» (подтема «Размножение растений»).

Водоросли являются автотрофными организмами, которые способны осуществлять фотосинтез. На данный момент идентифицировано более 30 000 видов водорослей. Хотя они обладают хлорофиллом, подобно зелёным растениям, они лишены крепкой корневой системы и листьев. Следовательно, это не растения, поэтому и способ размножения у водорослей другой.

Водоросли не являются растениями, поэтому их размножение отличается от размножения растений

Структура водорослей может варьироваться от простых одноклеточных (например, Micromonas) до сложных многоклеточных (например, Kelps) форм. Они встречаются в любой среде обитания: пресноводной, морской, болотистой, во влажной почве и на скалах. Исходя из характерных особенностей, выделяют четыре основных вида водорослей: цианобактерии, зелёные, красные и бурые.

Комбинирование двух вариантов

Некоторые организмы проходят стадии как полового, так и бесполого размножения. В этом случае у развитой клетки есть лишь 1 набор хромосом. С помощью деления родительская клетка создаёт 4 споры, у которых тоже имеется по одному набору. А уже они сливаются с другими спорами.

К примеру, у ламинарии можно наблюдать чередование поколений. В первом цикле при помощи бесполого способа образуются гаметы, а во втором — полноценные клетки, которые имеют по 2 набора хромосом. Из них продуцируются споры, благодаря чему цикл замыкается.

В результате у потомства есть и зрелые формы организмов, и диплоидные. Если они имеют одинаковый внешний вид, то их называют изоморфными. Водоросли с разной формой спорофитов и гаметофитов называются гетеротрофными.

Размножение спорами

Помимо вегетативного размножения водоросли размножаются с помощью спор. Это определённый подвид бесполого размножения.

Споры образуются в специальных органах, так называемых спорангиях или зооспорангиях. При рассеивании спора начинает прорастать и затем образуется новая взрослая самостоятельная особь.

Подвижные споры со жгутиками, способные к передвижению, называют зооспорами.

Вариант бесполого размножения спорами можно рассмотреть на примере такой водоросли, как улотрикс. В благоприятных для нее условиях жизни от существующей материнской нити отделяются её фрагменты, которые содержат споры. Они плавают в свободном состоянии, затем, прикрепившись к подводному предмету, начинают активно делиться и образуют новую нить водоросли. Нужно заметить, что этот вид водоросли может одновременно размножаться как бесполым путём, так и половым.

Замечено, что можно простимулировать образование спор у некоторых видов нитяных водорослей, для этого в среде обитания должно произойти повышение углекислоты.

Функцию бесполого размножения в этом случае выполняют особи под названием спорофиты, то есть образующие споры.

Получите невероятные возможности

1. Откройте доступ ко всем видеоурокам комплекта.

2. Раздавайте видеоуроки в личные кабинеты ученикам.

3. Смотрите статистику просмотра видеоуроков учениками. Получить доступ

Деление спорами

Ещё один вид бесполого размножения водорослей. Он происходит путём образования спор, таким образом размножаются Chlamydomonas и Chlorella. Обычно споры содержат два набора хромосом, в которых хранится генетический материал родителя. Споры бывают нескольких видов:

зооспоры;
синзооспоры;
апланоспоры;
гипноспоры;
автоспоры;
тетраспоры.

В зависимости от вида, споры могут развиваться внутри родительской клетки или же сразу имеют возможность самостоятельно передвигаться благодаря хлыстообразным хвостам. Также есть третий тип спор, которые имеют возможность развиваться отдельно от родителя, но не могут двигаться.

Значение водорослей в природе

Водоросли – самые многочисленные и важные для всей планеты фотосинтезирующие организмы. Их распространение настолько широко, что встретить их можно не только в морях, океанах, реках, озёрах, но также и в малых водоёмах, в том числе искусственных, и даже лужах. Их можно наблюдать в виде небольших зеленоватых пятен на поверхности практически каждого водоёма. Значение водорослей в природе велико.

Помимо того что они выделяют достаточно большое количество кислорода, они служат местом обитания для многих водных животных, участвуют в формировании плодородного слоя почвы. Многие водоросли употребляются в пищу, а также служат основным источником в добыче особых пищевых компонентов. Также их используют для приготовления различных лекарств и косметических средств.

Водоросли - это уникальные по своему составу и способу размножения организмы. Сочетают они в себе нескольких видов размножения, а точнее: половой, бесполый и вегетативный. Это практически делает их бессмертными. Более того, этот вопрос очень занимательный, ведь не зря учителя биологии по всей стране добиваются от своих учеников ответа на вопрос: "Как размножаются водоросли? Опишите размножение водорослей."

Голосеменные растения

К группе голосемянных можно отнести сосну, пихту, лиственницу, можжевельник. В процессе размножения участвуют семена этих растений. С наступлением весны на дереве сосны образуются шишки. Мужские шишки, расположенные у основания побега, имеют зелёный цвет. В них формируются по два мешочка с пыльцой. Женские шишки имеют красноватый оттенок и находятся на кончиках веток. В них созревают 2 семязачатка с яйцеклетками.

После полного созревания пыльца высыпается наружу и разносится ветром. При ее попадании на женский орган сосны происходит опыление. Шишка закрывается и запечатывается смолой, внутри начинает прорастать трубка со спермиями. Весь процесс занимает не менее одного года.

В образовании зиготы или семени принимает участие только одна мужская половая клетка, вторая обязательно погибает.

Созревание семени занимает около полутора лет. По истечении этого срока шишка раскрывается, а ее содержимое вылетает наружу. Благодаря специальным крылышкам семена сосны разносятся на дальние расстояния. Этим и объясняется широкое распространение хвойных растений.

Вегетативный способ

При таком способе размножении генетический материал родительской клетки не взаимодействует с генетическим материалом другой. При этом вегетативное размножение весьма разнообразно:

Отделение клеток. Некоторые одноклеточные формы водорослей, такие как Euglena, размножаются путём деления бинарных частиц, в которых родительская клетка делится на две одинаковые части. Новые клетки развиваются как отдельные организмы.
Фрагментация. Встречается у Саргассума и других колониальных водорослей, в результате чего тело родителя делится на два или более фрагмента, которые превращаются в новые организмы.
Почкование является подвидом фрагментации. Для размножения новые особи прорастают в виде новообразований на теле родителя. Могут отделяться со временем или оставаться, образовывая колонии.

Тип размножения зависит от вида организма и принадлежности к группе. Также существуют небольшие подвиды вегетативного размножения, например, полиэмбриония, однако они встречаются намного реже.

Вегетативное размножение водорослей

Вегетативное размножение характерно в большинстве случаев для бурых водорослей.

При этом способе размножения части водоросли (талломы) отделяются от существующих, без каких-либо изменений, а образованные новые клетки получают в наследство часть материнской оболочки.

Вегетативно могут размножаться как одноклеточные, так и многоклеточные водоросли. Причём у одноклеточных клетка делится на две, а у многоклеточных отделение происходит пластами или целыми слоевищами, колониями. У нитчатых водорослей вегетативный способ размножения происходит путём разделения нитей на их отдельные фрагменты.

При этом не все водоросли из отряда колониальных представителей могут размножаться вегетативно, так же как и у одноклеточных наряду с вегетативным способом размножения может существовать и половой путь.

Бурые водоросли, как уже говорилось выше, размножаются именно этим способом, при помощи специальных выводковых веточек. Аналогичным способом размножаются все виды саргассов в Саргассовом море.

Особенности процесса у разных видов

Важно понимать, что половое размножение растений кардинально отличается от аналогичного процесса у животных. Например, представители флоры могут не делиться на мужские и женские, а быть обоеполыми. Для споровых растений и водорослей характерно чередование полового и бесполого способа размножения. Особенности процесса репродукции зависят от принадлежности к конкретной группе и виду.

Теории происхождения и виды

Единого мнения о том, как произошли водоросли, не существует. Также учёные не знают их точный возраст. Это обусловлено большим видовым разнообразием водных растений. Кроме того, до сих пор не удалось обнаружить ни одного ископаемого. Из-за этого невозможно воссоздать этапы эволюции, которые были пройдены организмами.

Есть теория, согласно которой жёлтые и зелёные виды возникли примерно 3 млрд лет назад. Сначала они были одноклеточными организмами и только через большой промежуток времени трансформировались в колониальных. Благодаря наличию таких видов на Земле появился кислород и озоновый слой. В итоге образовалась более сложная жизнь. Примерно 1 млрд лет назад на планете начали зарождаться многоклеточные водоросли.

Все виды водорослей современная наука разделяет на такие группы:

Пирофитовые. В составе их мембраны находится целлюлоза.
Эвгленовые. Самые примитивные организмы.
Диатомеи. Их клетки имеют двойную защиту.
Жёлто-зелёные и золотистые. В этой группе находятся как одноклеточные, так и многоклеточные виды. Но все они обитают в пресноводных водоёмах.
Зелёные. Их легко различить невооружённым глазом. Часто встречаются на коре деревьев.
Харовые. В эту группу входят только многоклеточные организмы. Длина стебля достигает 10 см.
Красные. В них находится пигмент, который называется фитоэритрин. Благодаря ему растения имеют красный цвет. Зачастую произрастают на большой глубине в солёной воде.

Самым развитым видом считаются бурые водоросли. Они обитают на больших глубинах, создавая обширные заросли. Например, их можно встретить в Саргассовом море. Эти растения настолько сильно закрепляются на поверхности дна и различных предметов, что их практически невозможно оторвать.

Половой контакт

При половом размножении две взрослые особи объединяют свои наборы хромосом, чтобы создать потомство с двумя наборами хромосом, имеющими черты обоих родителей. Самый простой метод полового размножения — конъюгация — возникает, когда два организма сливаются, обмениваются генетическим материалом и затем разделяются. Слияние в некоторых видах происходит через специальные трубки.

В большинстве многоклеточных видов организмы производят специальные половые клетки, называемые гаметами, которые содержат только один набор хромосом. Гаметы от двух индивидуумов сливаются и затем развиваются в потомство или образовывают клетки, которые впоследствии продуцируют споры. Гаметы могут быть одинаковыми по форме, размеру и структуре (изогамии) или различным (гетерогамии).

Половое размножение подразумевает слияние двух организмов для обмена хромосомами и дальнейшее разъединение

Получите невероятные возможности

1. Откройте доступ ко всем видеоурокам комплекта.

2. Раздавайте видеоуроки в личные кабинеты ученикам.

3. Смотрите статистику просмотра видеоуроков учениками. Получить доступ

Значение в природе и жизни человека

Наземные виды часто первыми поселяются на бесплодных участках суши. Они постепенно создают плодородный грунт, на котором уже могут нормально развиваться другие растения.

Водоросли являются одними из самых древних организмов, населявших Землю. Именно от них в процессе эволюции произошли наземные растения, благодаря чему атмосфера наполнилась кислородом. Это обусловило появление бактерий, а затем и животных.

Благодаря водорослям образовался озоновый слой, защищающий планету от жёсткого ультрафиолета и радиации. Органика, создаваемая этими растениями, послужила пищей для бактерий и животных.

Водоросли имеют важное значение в круговороте веществ в природе. Также они способствуют увеличению отложений органического ила. Заросли больших видов являются жилищем для многих морских обитателей.

Человек использует водоросли в своей деятельности. Они применяются в качестве удобрений, корма для животных. Кроме того, многие виды люди употребляют в пищу, например, порфиру и ламинарию. Диатомиты применяются в строительстве, фармацевтической, пищевой и химической промышленностях.

Бурые водоросли используются в качестве сырья для изготовления альгиновой кислоты. Это вещество необходимо во многих отраслях. Например, из альгината натрия изготавливается клей для текстильных производств и скрепления бетона.

Некоторые виды имеют целебные свойства. Их широко применяют в медицине. Также водоросли используются в качестве биологических индикаторов санитарного состояния водоёмов.

Но эти растения могут нести и негативное влияние. Например, при чрезмерном их размножении вода начинает «цвести». Это приводит водоём в негодность, и гибнет рыба. Также водоросли загрязняют насосные станции, что отражается на их эксплуатации. Все это небольшие проблемы по сравнению с той пользой, которую приносят водные растения.

Комбинирование двух вариантов

Некоторые виды размножаются через механизм, имеющий как половые, так и бесполые стадии. В таком случае зрелая клетка имеет только один набор хромосом, а не два. Через деление клеток одна родительская клетка может создавать четыре клетки-споры, каждая из которых имеет один набор хромосом и готова к слиянию с другими спорами.

Например, Ulva и Laminaria, обычно наблюдается чередование поколений. В первом цикле организмы образуют гаметы бесполым способом. В следующем цикле гаметы образуют клетки с двумя наборами хромосом. Они развиваются в зрелые клетки, которые продуцируют споры с одним набором хромосом, в результате чего процесс становится полным.

Таким образом, в жизненном цикле потомства присутствуют зрелые формы гаплоидных организмов (гаметофит) и диплоидных организмов (спорофит). Если организмы гаметофита и спорофита похожи по внешнему виду, то они называются изоморфными, тогда как водоросли с различными формами гаметофитов и спорофитов называются гетеротрофными.

Практически в каждом водоёме на всей поверхности земного шара можно встретить такой уникальный организм, напоминающий по своему составу растение, как водоросль.

Половой путь размножения

Помимо вышеперечисленных способов водоросли размножаются половым путём. Он характеризуется, прежде всего, оплодотворением, то есть слиянием двух клеток — гамет. После этого образуется зигота, которая впоследствии и становится родоначальницей нового организма.

У водорослей существует несколько способов полового размножения:

Изогамия – подразумевает под собой слияние двух одинаковых по размеру и строению гамет.
Гетерогамия. Так называют слияние двух гамет, при которой одна больше другой. Причём та, которая больше размером, как правило, женская.
Оогамия. При этом способе размножения происходит слияние малоподвижной женской клетки с подвижной мужской гаметой.
Конъюгация. Под этим понятием подразумевают такой тип размножения, при котором происходит соединение двух вегетативных клеток, лишённых жгутиков.

У примитивных водорослей одна и та же особь способна как половому, так и бесполому размножению. У наиболее развитых функцию выполняют особи под названием гаметофиты, то есть образующие гаметы.

Что такое водоросли

Водоросли – это особая группа одноклеточных или многоклеточных организмов, обитающих преимущественно в водной среде. Это довольно обширная группа низших растений. Среда обитания их настолько велика, что найти можно везде, как в океанах, так и в морях, озёрах, реках, прочих водоёмах, на влажной почве и даже коре деревьев.

Водоросли - это, как одноклеточные простейшие организмы, так и многоклеточные колониальные. Оболочки многоклеточных водорослей состоят из целлюлозы, которые присоединяются друг другу с торца.

Корневая система у них отсутствует. Вместо этого, водоросли прикрепляются к поверхности при помощи специальных отростков – ризоидов.

Водоросли – это главный источник органики на всей Земле. Практически все пищевые цепи начинаются именно с них. Более того, они служат источником питания для многих обитателей водной среды.

Также водоросли пригодны для изготовления удобрений, корма для животных, ну и, конечно же, могут употребляться в пищу человеком.

Когда водоросли размножаются бесполым путём. Виды бесполого размножения

Это наиболее простой вариант. Бесполым путём или вегетативно водоросли размножаются преимущественно только в благоприятных для них условиях. Это значит, когда вода в водоёме имеет определённую температуру и условия максимально способствуют бесполому размножению.

Если же в водоёме или окружающей среде происходят резкие перепады температур, загрязнение или переполнение обитателями, в этом случае водоросли приступают к половому размножению.

Бесполое размножение можно поделить на несколько видов:

Водоросли размножаются вегетативно – происходит разделение вегетативных клеток.
Споруляция. Или по-другому водоросли размножаются с помощью специальных клеток. Эти клетки носят название споры.

Когда водоросли размножаются бесполым путём, существует лишь один родитель, от которого наследуются все существующие геномы. Но в случае мутаций, генетический материал может значительно измениться.

Зачастую один организм может размножаться как бесполым путём, так и вегетативным.

Типы размножения

Водоросли могут размножаться как половым, так и бесполым способом. При половом размножении две гаплоидные половые клетки родителей сливаются, чтобы образовать диплоидную зиготу, которая со временем развивается в новый организм. Бесполый способ подразумевает отделение клеток одного организма для создания нового.

Также встречаются варианты комбинированной репродукции новых организмов. В этом случае в процессе созревания организм проходит как половые, так и бесполые стадии.

Не половое размножение делится на несколько различных способов

В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам

Конспект урока "Размножение водорослей"

Для водорослей характерно несколько типов размножения: вегетативное, бесполое и половое. Рассмотрим более подробно эти типы.

При вегетативном размножении происходит образование новой особи из многоклеточной части тела родительской организма. Нитчатые водоросли распадаются на две новые нити, или таллом распадается на несколько частей. Они могут быть одноклеточные и многоклеточные. Слоевище многоклеточных водорослей может разделяться на части в результате механического воздействия потоков воды, водных живых организмов или деятельности человека.

Для вегетативного размножения многие виды водорослей образуют специальные структуры. На талломах бурых водорослей вырастают своеобразные «почки», которые отламываются и дают начало новым слоевищам. Харовые водоросли образуют одноклеточные или многоклеточные клубеньки на ризоидах, которые после периода зимнего покоя прорастают в новые растения. При наступлении неблагоприятных условий определённые клетки некоторых нитчатых водорослей утолщают оболочку и накапливают большой запас питательных веществ. Эти клетки способны долго находиться в состоянии покоя и пережидать неблагоприятные условия.

Вы уже знаете, что водоросли - споровые растения. Это значит, что бесполое размножение осуществляется спорами. Они могут развиваться в обычных вегетативных клетках или в специальных органах бесполого размножения - спорангиях. Особь, на которой формируются спорангии, называют спорофитом.

Развитие спор сопровождается делением ядра, которое может происходить несколько раз в зависимости от количества образующихся спор. Они в дальнейшем окружаются оболочкой и выходят через образующееся отверстие в оболочке материнской клетки.

Выделяют несколько типов спор. Апланоспоры имеют плотную оболочку и лишены жгутиков, они неподвижны. Гипноспоры имеют очень толстую оболочку. Они способны длительно покоиться. Большинство водорослей образуют зооспоры. Они имеют жгутики и способны к передвижению. В других случаях при определении спор указывается их численность в материнской клетке или спорангии - например, моноспоры, биспоры и тетраспоры.

При половом размножении происходит попарное слияние половых гаплоидных клеток (гамет) с образованием диплоидной зиготы, из которой развивается новая водоросль или образуются зооспоры. Вспомним, что гаметы образуются в органах полового размножения - гаметангиях. Мужские гаметангии называются антеридиями, женские гаметангии называются архегониями. Женские гаметангии водорослей имеют собственное название - «оогонии». В антеридиях образуются подвижные мужские гаметы - сперматозоиды, в оогониях - неподвижные женские яйцеклетки.

Органы полового размножения водорослей одноклеточные. Исключение составляют только харовые водоросли, которые имеют многоклеточные органы полового размножения. Выделяют три типа полового размножения - изогамию, анизогамию и оогамию. Рассмотрим их отличия.

Изогамия - примитивная форма полового процесса, при котором сливаются две одинаковые гаметы. При изогамии гаметы не разделяются на мужские и женские.

Анизогамия, или гетерогамия, - форма полового процесса, при котором сливаются две разные гаметы (по форме). При анизогамии гаметы разделяются на мужские и женские.

Оогамия - форма полового процесса, при котором сливаются резко отличающиеся друг от друга половые клетки - крупная неподвижная яйцеклетка с мелкой мужской клеткой (подвижным сперматозоидом или неподвижным спермием). Оогамия -наиболее высоко организованный тип полового размножения.

Водоросли бывают однодомные и двудомные. Если яйцеклетки и сперматозоиды образуются на одном слоевище, то такие формы называют однодомными (или обоеполыми). Если яйцеклетки и сперматозоиды образуются на разных талломах, то такие водоросли называют двудомными (или раздельнополыми).

Половое размножение в некоторых группах водорослей может осуществляться без образования гамет. Например, если сливаются две подвижные одноклеточные водоросли, вегетативные клетки, то это хологамия.

Конъюгация - слияние протопластов двух неподвижных гаплоидных вегетативных клеток, не имеющих жгутиков, с образованием зиготы . Этим конъюгация отличается от хологамии, при которой тоже сливаются вегетативные клетки, но имеющие жгутики.

Наиболее известным примером конъюгации у водорослей является конъюгация у зелёной водоросли спирогиры. При этом клетки двух соседних 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 и образовалась зигота, закругляется, отделяется от нити и, одеваясь толстой оболочкой, превращается в зигоспору. Зигоспора перезимовывает и весной делится мейозом. В результате образуются 4 гаплоидные споры, три из которых отмирают, а одна прорастает в молодую нить. Все стадии, кроме зиготы и зигоспоры, - гаплоидны.

В жизненном цикле водорослей происходит чередование двух поколений - полового и бесполого. Некоторые водоросли способны на одном слоевище образовывать органы бесполого и полового размножения. Такие водоросли называют гаметоспорофитами.

Если же органы полового и бесполого размножения образуются на разных растениях, происходит чередование поколений. Растения, на которых развиваются органы полового размножения, называют гаметофитами, растения, образующие органы бесполого размножения, - спорофитами.

Чередование поколений определяет и смену гаплоидной и диплоидной стадий жизни водорослей. У высших растений гаплоидные и диплоидные стадии сменяют друг друга закономерно и строго. У низших растений редукционное деление ядра, в результате которого происходит уменьшение числа хромосом в два раза, происходит на разных этапах развития. Поэтому выделяют несколько типов редукции.

Гаметическая редукция - уменьшение числа хромосом происходит во время мейоза при образовании гамет, остальные клетки всегда диплоидные.

Спорическая редукция - уменьшение числа хромосом происходит во время мейоза при образовании спор.

Зиготическая редукция - редукция, характеризующаяся мейозом, происходящим в зиготе после процесса оплодотворения, и приводящая к возникновению гаплоидных особей.

Рассмотрим, как происходит бесполое размножение одноклеточной зелёной водоросли хламидомонады. Летом при благоприятных условиях хламидомонада размножается делением. Перед делением она перестаёт двигаться и теряет жгутики. Из материнской клетки освобождается 2-4, а иногда 8 клеток. Эти клетки, в свою очередь, делятся.

При наступлении неблагоприятных для жизни условий (похолодание, пересыхание водоёма) происходит половое размножение. Внутри хламидомонады возникают гаметы (половые клетки). Они выходят в воду и соединяются попарно. При этом образуется зигота, которая покрывается толстой оболочкой и зимует. Весной зигота делится. В результате деления образуются четыре клетки - молодые хламидомонады.

У многоклеточной зелёной водоросли улотрикса в благоприятное для жизни время каждая клетка, кроме той, с помощью которой нить прикрепляется, может разделиться на 2 или 4 подвижные клетки со жгутиками - зооспоры. Они выходят в воду, плавают, затем прикрепляются к какому-либо предмету и делятся. Так образуются новые нити улотрикса.

При неблагоприятных условиях размножения в некоторых клетках водоросли образуются многочисленные мелкие подвижные гаметы со жгутиками. Гаметы выходят в воду и попарно сливаются. Так происходит оплодотворение. Обычно сливаются гаметы, возникшие в клетках разных нитей. Образуется зигота. Она покрывается толстой оболочкой и может долго находиться в состоянии покоя. При благоприятных условиях зигота делится на 4 клетки-споры. Каждая из них, опустившись на подводный предмет, может дать начало нитчатой водоросли улотриксу.

От них зависит пигментация растений. Кроме зелёного цвета они могут иметь красный, бурый или жёлтый окрас.

Благодаря присутствию пигментов обеспечивается аутотрофный тип питания. Но многие виды водных растений способны при определённых условиях переходить на гетеротрофное. Также известны случаи сочетания такого питания с фотосинтезом.

Сейчас учёным известно примерно 40 тысяч видов водорослей. Схема классификации до сих пор полностью не разработана, так как учёные ещё недостаточно хорошо изучили все формы этих организмов. В России подразделение осуществляется по отделам. Деление зачастую происходит исходя из окраса растений. Цвет, как правило, совпадает с особенностями строения.

В строении ядер эукариотических водорослей выделяют такие структуры:

Ядерный сок.
Ядрышки.
Оболочки.
Хромосомы.

Строение остальных разновидностей характеризуется огромным разнообразием. Эволюция сохранила самые перспективные формы, включая те, которые позволили в итоге образоваться наземным видам.

Чтобы развитие водорослей происходило хорошо, необходимы благоприятные условия:

Наличие минеральных солей.
Достаточное количество углерода.
Свет.

Основная среда обитания — вода. Также на жизнедеятельность этих растений оказывают влияние уровень солёности, температура и т. д. Большинство водорослей произрастают в пресных и солёных водоёмах. Некоторые виды населяют толщу воды, свободно в ней перемещаясь. Так образуется фитопланктон. Также могут закрепляться на морском дне, создавая фитобентос. Водоросли присутствуют и в горячих источниках. Жизненные циклы таких видов происходят значительно быстрее.

Существуют и наземные водоросли. Кроме того, они могут обитать в снегах и льдах Арктики, а также известковом субстрате.

Многие водоросли ведут симбиотический образ жизни. Они способны вступать в такие отношения с другими представителя как растительного, так и животного мира. Самым интересным для учёных является симбиоз с грибами. Благодаря ему возникают лишайники.

Распространение водорослей в природе

По способу существования водоросли делятся на две большие группы: это водные и живущие на суше – вне воды.

В свою очередь, водные можно поделить на несколько категорий:

Планктонные. Находятся в воде в подвешенном состоянии. При этом абсолютно приспособлены к такому образу жизни.
Бентические. Обитают на дне водоёмов.
Перифитонные. Обитают на подводных скалах, обрастают глубоководные предметы.
Нейстонные. Этот вид водорослей плавает в полупогруженном состоянии. Одна часть находится над поверхностью воды, другая обязательно должна быть погружена в воду.

Водоросли, живущие суше, делятся на две подгруппы:

Аэрофитон. Водоросли, которые обрастают наземные предметы, поваленные объекты, пни.
Водоросли, растущие на поверхности почвы.

Помимо вышеуказанных видов, встречаются такие, которые живут в солёных водоёмах, на снегу или льду, а также обитают в известняковом субстрате.

Водоросли и мхи

У водорослей и споровых растений половой способ размножения чередуется с бесполым. Как правило, гаметогенез активизируется при наступлении неблагоприятных условий внешней среды. Например, распространённая водоросль хламидомонада, обитающая в лужах, на коре деревьев и влажных поверхностях, использует этот способ воспроизводства осенью.

В этот период заканчивается формирование гамет, оболочка хламидомонады рвётся, и содержимое клетки вырывается наружу. Гаметы сливаются друг с другом, в результате чего образуется зигота с плотной оболочкой. В таком виде она переживает неблагоприятные условия. С наступлением тепла содержимое зиготы делится, затем формируется новый организм.

У многоклеточных водорослей спирогир процесс полового размножения протекает немного сложнее. Он характеризуется наличием нескольких этапов:

Две соседние нити спирогир обволакиваются слизью.
На клетках водорослей, находящихся друг напротив друга, формируются выросты в виде мостиков.
Мембрана на концах выростов исчезает, и гаметы выходят наружу.
Половые клетки сливаются, образуя зиготу с плотной оболочкой.

Для мхов, как и для других споровых растений, характерно чередование способов репродукции, но преобладает гаметогенез. Летом на верхушках кукушкиного льна можно заметить удлинённые мешочки красного цвета. Так выглядят мужские половые органы. Женские растения не имеют какой-либо яркой окраски и выглядят как колбочки.

Мхи растут очень густо, поэтому разнополые растения находятся близко. Благодаря дождю или росе сперматозоиды попадают на женские гаметы. Без воды оплодотворение осуществиться не может. Из сформированной зиготы формируется коробочка со спорами на высокой ножке.

Примеры размножения водорослей

Примером вегетативного размножения водорослей может послужить фукус. На главном его талломе образуются дополнительные аналогичные по строению талломы, которые впоследствии дают начало новому организму.

Бесполое размножение, то есть деление на две клетки, можно наблюдать у эвглены.

Хламидомонада – это водоросль, размножение которой происходит как половым путём, так и бесполым, при помощи спор (зооспор), имеющих жгутики.

Другим примером полового размножения могут служить бурые водоросли, такие как ламинария. У этого вида встречаются три способа полового размножения, такие как изогамия, геторогамия, оогамия.

Хлорелла – микроскопическая зелёная водоросль. Размножается исключительно бесполым путём, при помощи спор.

Красные водоросли (багрянки) размножаются двумя путями, один из которых половой. Отличительной чертой его является образование мужских гамет без жгутиков. При этом женские гаметы остаются на водоросли, а мужские переносятся к ним при помощи течения.

Происхождение водорослей

До сих пор нет единого мнения о происхождении водорослей и их точном возрасте из-за того, что этот вид организмов представлен большим разнообразием. Более того, не сохранилось ни единого примера ископаемых образцов и невозможно установить, какие этапы эволюции этот вид организмов прошёл.

Биологи всего мира убеждены в том, что ни одно растение в мире не сравнится с целебной силой морских водорослей, так как существует теория о зарождении жизни в море, а значит, именно в них содержится уникальный биологический состав.

Однако существует мнение, что зелёные и жёлтые водоросли появились на Земле около 3 млрд лет назад. Вначале они возникли в виде одноклеточных и лишь потом колониальных. И именно появление этого вида организмов привело к формированию на Земле кислородной атмосферы и озонового слоя, что впоследствии привело к зарождению жизни. Около миллиарда лет назад появились многоклеточные сложные водоросли.

Читайте также: