Водоросль спирогира: биологические характеристики, разновидности, цикл развития и способы размножения

Обновлено: 21.08.2024

К отделам бурых и красных водорослей относится множество подводных растений, отличающихся выразительными расцветками и имеющих большое значение не только для человека, но и в целом для планеты. Несмотря на простое внутреннее строение, внешне большинство водорослей очень выразительно из-за прихотливых разветвлений таллома, образующего «ветви» и «листья».

Названия свои бурые и красные водоросли (багрянки) получили благодаря окраске, которая зависит от преобладающих пигментов. Объединяет бурые и красные водоросли то, что они очень редко встречаются в пресных водах, предпочитая моря и океаны. Как бурые, так и красные водоросли являются бентосными формами, то есть прикрепляются ко дну.

Бурые водоросли можно встретить повсеместно, но больше всего их произрастает в холодных морях. Они растут на грунте, скалах и других поверхностях на глубине 20-30 метров, либо совсем неглубоко в приливно-отливной зоне. Могут образовать настоящие подводные леса — обширные и наполненные живностью. Интересно, что эти водоросли способны в течение нескольких часов, пока длится отлив, находиться без воды.

Клетки бурых водорослей имеют по одному ядру и несколько мелких хроматофоров. Бесполое размножение у них осуществляется при помощи спор, а половое — посредством гамет. Однако бурые водоросли приспособлены и к вегетативному размножению, которое идет путем деления слоевища (таллома). В бурых водорослях преобладает пигмент фукоксантин, подавляющий прочие. Он поглощает солнечный свет в сине-зеленой части видимого спектра. Большинство же наземных растений, имеющих хлорофилл, в ходе фотосинтеза поглощают красные и сине-фиолетовые лучи солнечного спектра, а зеленые отражают.

К бурым водорослям относят не менее полутора тысяч видов, наиболее известные из которых — ламинария, фукус (имеет рассеченное слоевище и «плавники»), саргассум, чье слоевище похоже на побег с листьями и плодами, стеблонема, макроцистис грушевидный (его длина доходит до десятков метров!).

Ламинария. Строение и размножение

Ламинария, которую в обиходе прозвали «морской капустой», — широко распространенная крупная водоросль, употребляемая в пищу и используемая в качестве удобрения.

1. Тело — слоевище.

2. Имеет ризоиды — похожие на тонкие нити выросты на нижней части слоевища.

3. Внутри слоевища имеются ситовидные клетки, которые напоминают ситовидные трубки. Сосудов нет.

1. В цикле развития ламинарии идет чередование поколений — бесполого и полового, которые сменяют друг друга. Фактически бесполое размножение плавно переходит в половой процесс.

2. Бесполое размножение ламинарии осуществляется с помощью зооспор, которые созревают в зооспорангиях.

3. Далее зооспоры прорастают в два типа заростков — мужской или женский. Обратите внимание, заростки — это гаметофиты, так как в них образуются гаметы (половые клетки). Значит, у ламинарии образуются мужской и женский гаметофиты.

4. На мужских гаметофитах формируются сперматозоиды. На женских гаметофитах — яйцеклетки.

5. После слияния и оплодотворения образуется зигота, которая делится митозом, из нее образуется новая ламинария.

6. Сама водоросль ламинария — спорофит, или бесполое поколение, так как образует споры (зооспоры).

7. Вывод: в жизненном цикле ламинарии преобладает стадия спорофита (взрослая ламинария), гаметофит представлен слабее, в виде заростков.

Хочешь сдать экзамен на отлично? Жми сюда - подготовка к ОГЭ по биологии

Спирогира — один из представителей семейства зигнемовых, относится к роду нитчатых зеленых водорослей. Это самый распространённый вид водорослей на всей планете. Она предпочитает водоёмы с пресной водой (в стоячих или с небольшим течением). На поверхности озер и прудов, а также на дне ее можно увидеть в виде слоя тины, покрытой слизью. На территории стран СНГ известно около 120 разновидностей спирогиры, а всего их насчитывается более двух сотен.

Читать подробнее: зеленые нитчатые водоросли в аквариуме.

Вольвокс

Вольвокс - подвижные колониальные водоросли, обитающие в стоячих пресных водоемах. В период массового размножения они способствуют цветению воды, окрашивая ее в зеленый цвет. Известно около 20 видов вольвокса.

Колония вольвокса выглядит как зеленый шар размером максимум 3 мм. В каждый из таких шаров входит от 10 до 200 тысяч микроскопических клеток, которые соединяются нитками из протоплазмы. Как и у хламидомонады, у них имеются жгутики для передвижения внутри водоема. Клетки не одинаковы и разделяются по своей специфике. Одни являются вегетативными, другие генеративными и принимают участие в половом размножении.

Общая характеристика водорослей

Водоросли — это многоклеточные, преимущественно водные, эукариотические фотосинтезирующие организмы, которые не имеют тканей или тело которых не дифференцировано на вегетативные органы (т.е. относящиеся к подцарству низших растений).

❖ Систематические отделы водорослей (различаются по струк туре таллома, набору фотосинтезирующих пигментов и запасных питательных веществ, особенностям размножения и циклов развития, местообитанию и т. п.): ■ Золотистые; ■ Зеленые (примеры: спирогира, улотрикс); ■ Красные (примеры: порфира, филлофора); ■ Бурые (примеры: лессония, фукус); ■ Харовые (примеры: хара, нителла); ■ Диатомовые (пример: ликмофора) и др. Количество видов водорослей — более 40 тыс.

❖ Среда обитания водорослей: пресные и соленые водоемы, влажная почва, кора деревьев, горячие источники, ледники и т.д.

❖ Экологические группы водорослей: планктонные, бентосные (подробно), наземные, почвенные и др.

Планктонные формы представлены зелеными, золотистыми и желто-зелеными водорослями, имеющими специальные приспособления для облегчения переноса водой: уменьшающие плотность организмов (газовые вакуоли, включения липидов, студенистую консистенцию) и увеличивающие их поверхность (разветвленные выросты, приплюснутую или вытянутую форму тела и др.).

Бентосные формы обитают на дне водоемов или обволакивают находящиеся в воде предметы; к субстрату прикрепляются ризоидами, базальными дисками и присосками. В морях и океанах они представлены преимущественно бурыми и красными водорослями, а в пресных водоемах — всеми отделами водорослей, кроме Бурых. Бентосные водоросли содержат крупные хло-ропласты с высоким содержанием хлорофилла.

Наземные, или воздушные, водоросли (это обычно Зеленые или Желто-зеленые водоросли) образуют налеты и пленки различного цвета на коре деревьев, влажных камнях и скалах, заборах, крышах домов, на поверхности снега и льда и т.п. При недостатке влаги наземные водоросли пропитываются органическими и неорганическими веществами.

Почвенные водоросли (в основном Желто-зеленые, Золотистые и Диатомовые) живут в толще почвенного слоя на глубине до 1-2 м.

Что способствует такому процессу?

Бактерия, занесенная извне в благополучный водный дом, для возможности своего развития требует:

интенсивного солнечного либо искусственного света;
повышения температуры выше 24оС;
редкой смены воды;
низкого уровня аэрации;
увеличенного срока освещения;
наличия сопутствующей (бактериальной) флоры: различных микробов, простейших микроорганизмов или вирусов.

Фактором, способствующим разрастанию, является регулярный осадок из несъеденного корма, особенно биологического характера.

Спирогира (Spirogyra)

Представителем многоклеточных форм класса Конъюгаты (Conjugatophyceae, Zygnematophyceae) может служить нитчатая водоросль спирогира (Spirogyra). Она является одной из наиболее распространенных у нас нитчатых водорослей и насчитывает около 275 видов. Спирогира встречается в ручьях, речках, прудах, озерах и образует слизистые на ощупь скопления нитей. Крупные клетки спирогиры (рис. 224) имеют протоплазму, расположенную постенным слоем. В протоплазме находится хроматофор в виде спиральной ленты, опоясывающей всю клетку. Иногда имеется несколько таких спиральных лент. Хроматофор содержит большое количество пиреноидов. В центре клетки расположено ядро, подвешенное на протоплазменных нитях, отходящих от постенного слоя протоплазмы. Середина клетки занята вакуолей с клеточным соком.

Рис. 224. Клетка спирогиры: а — хлоропласт; п — пиреноид; в центре ядро

Все клетки спирогиры способны к делению. Деление их происходит в летнее время через один-два часа после захода солнца. Сначала делится ядро, затем формируется поперечная перегородка, рассекающая хроматофоры на две половины. У конъюгатов отсутствуют и апланоспоры, а также и типично выраженные гаметы.

Размножение осуществляется описанным выше делением клетки и разрывом нитей на отдельные многоклеточные участки.

Половой процесс протекает в виде так называемой конъюгации. Две нити спирогиры становятся параллельно друг к другу и сближаются. В клетках соседних нитей возникают выросты, растущие по направлению друг к другу (рис. 242). После смыкания выростов оболочка их растворяется и образуется канал, по которому содержимое одной клетки, обособившись от оболочки, переливается в другую клетку. Происходит слияние протопластов и образование зиготы. Такой половой процесс получил название лестничной конъюгации. Зигота одевается толстой оболочкой и после периода покоя (перезимовки) прорастает. Первое деление зиготы редукционное. Из возникающих четырех клеток три отмирают, а четвертая образует проросток, выходящий при прорастании наружу.

Рис. 242. Спирогира. Конъюгация: а — мужская клетка; б — женская клетка; в — копуляционный канал; г — переливание протопласта мужской клетки в женскую; д — место слияния двух протопластов; е — зигота; ж — начало образования популяционного выроста

Рис. 243. Зигнемовые и десмидиевые водоросли: I. Зигнема (Zygnema). 2. Космарий (Cosmarium), деление клетки. 3. Микрастерий (Micrasterias)

§46. Многоклеточные зеленые водоросли

1. Какие водоросли называют нитчатыми?

Нитчатые водоросли обычно состоят из очень тонких скользких зеленых нитей. Это многоклеточные водоросли. Их клетки одинаковы по строению и располагаются в один ряд. В каждой клетке есть цитоплазма, ядро и хроматофор.

2. Какое строение имеет спирогира? Как размножается эта водоросль?

Спирогира - это нитчатая водоросль, имеющая одинаковые по строению клетки, расположенные в один ряд. Каждая клетка имеет ядро, цитоплазму и хроматофор в виде двух спирально закрученных лент. Размножается спирогира вегетативно — путем разрыва нитей на части, каждая из которых дает начало новому организму. Происходит у нее и половой процесс. При этом участки нитей, параллельно расположенных двух спирогир, обволакиваются слизью. Противолежащие клетки образуют выросты, которыми нити соединяются между собой. Оболочки на концах выростов растворяются и содержимое одной клетки перетекает в другую клетку, где образуется зигота. Из зиготы после периода покоя развивается новая спирогира.

3. Где встречается водоросль улотрикс и каковы особенности ее строения по сравнению со спирогирой?

В проточных водоемах на подводных камнях и корягах часто встречается многоклеточная нитчатая водоросль улотрикс. Нити улотрикса состоят из ряда коротких клеток с хроматофорами в форме незамкнутого кольца. К подводным предметам улотрикс прикрепляется бесцветной клиновидной клеткой.

4. Как происходит размножение спирогиры?

Размножается спирогира вегетативно — путем разрыва нитей на части, каждая из которых дает начало новому организму. Происходит у нее и половой процесс. При этом участки нитей, параллельно расположенных двух спирогир, обволакиваются слизью. Противолежащие клетки образуют выросты, которыми нити соединяются между собой. Оболочки на концах выростов растворяются и содержимое одной клетки перетекает в другую клетку, где образуется зигота. Из зиготы после периода покоя развивается новая спирогира.

5. Чем от спирогиры и улотрикса отличается кладофора?

Хроматофор у кладофоры в форме сетчато — продырявленного цилиндра. Каждая клетка кладофоры имеет много ядер, чем она и отличается от спирогиры и улотрикса.

6. Каково значение нитчатых водорослей в природе?

При образовании органических веществ зеленые водоросли снижают в воде содержание углекислого газа и обогащают ее кислородом, необходимым для дыхания живых обитателей водоемов. Зелеными водорослями питаются многие рыбы и другие животные. Вместе с тем, чрезмерное их размножение в оросительных каналах и в рыбоводных прудах нередко приносит хозяйству человека большой ущерб.

Применение

В народной медицине свежую или высушенную и размоченную спирогиру накладывают на места ушибов, что способствуют рассасыванию уплотнений и уменьшению боли. При наложении на раны она ускоряет их заживление. А ее спиртовую настойку используют для компрессов при лечении язв и высыпаний при диатезе.

Биомассы этих водорослей, получаемые при очищении от них Байкала, привели к ряду экспериментов по использовании их в сельском хозяйстве. В частности, была доказана эффективность применения их в качестве органического удобрения и основы для мульчирования почвы с целью поддержания ее влажности.

Также разработана технология по ее переработке в брикетированное топливо, в том числе и комбинированное с продуктами переработки отходов.

Проведен ряд исследований возможности использования спирогиры в очистных сооружениях в качестве одного из этапов очистки воды. Она способна эффективно поглощать азото-фосфорные соединения из моющих и чистящих средств, что трудно достижимо другими средствами.

В Забайкалье пытаются даже изготавливать из нее дизайнерскую оберточную бумагу и сувениры с местным колоритом.

Варианты размножения

Особенностью размножения спирогир является то, что они никогда не производит споры. Ученые выделяют два способа образования новых клеток и нитей в цикле развития спирогиры:

вегетативный — водоросль размножается в результате случайного повреждения и разрыва нити, распадающейся на отдельные отрезки, которые впоследствии образуют новую самостоятельную нить;
половой — конъюгация происходит в тот момент, когда две нити, сходные по внешнему виду, приближаются близко друг к другу и размещаются параллельно; из боковых стенок появляются несколько копуляционных выростов, которые соединяются в единый канал.

В процессе конъюгации получается своеобразная лесенка. По образовавшемуся каналу из клетки в клетку переходит протопласт, формируя зиготу. При прорастании зиготы происходит деление ядра на четыре части. Три их них дегенерируют и отмирают, а из самой крупной, жизнеспособной, прорастает новая особь. Впоследствии из нее появляется полноценная нить.

Половое и бесполое размножение свойственно большинству зеленых водорослей, но специальных половых клеток в процессе развития не образуется. На протяжении весенне-летнего теплого периода спирогира размножается, как правило, при помощи спор.

Простая адаптация спирогиры к условиям обитания позволяет ей занимать места даже в комнатных аквариумах. Активно разрастаясь, она заполняет плотной слизкой массой бо́льшую часть пространства. Этим водоросль сильно мешает другим растениям, которые используются как корм или домики для рыб. Для мальков появление этого нежелательного обитателя и вовсе губительно, так как они быстро запутываются в густых нитях.

Спирогира очень сильно разрастается даже в аквариумах

Специалисты уверены, что положительные стороны распространения спирогиры в водоемах и аквариумах тоже есть. Их польза состоит в том, что они могут стать подходящим субстратом на период нереста для некоторых видов рыб. Плотность нитей позволяет надежно спрятать потомство от опасных хищников.

Появление вязкой массы спровоцировано в большинстве случаев переизбытком минеральных удобрений (в частности, аммиачной селитры). Если есть оборудованный на дачном участке пруд или искусственный водоем, то от такого типа подкормок грунта поблизости него стоит отказаться.

Водоросли помогают прятать потомство во время нереста некоторым видам рыб

Зеленые водоросли

❖ Спирогира

■ Местообитание: пресные стоячие и медленно текущие водоемы, где она образует тину ярко-зеленого цвета; распространена в Беларуси.

■ Форма тела: тонкая нитевидная; клетки расположены в один ряд.

■ Особенности строения клетки — цилиндрической формы с хорошо выраженной клеточной стенкой; покрыты пектиновой оболочкой и слизистым чехлом. Хроматофор лентовидный, спирально закрученный. Вакуоль занимает большую часть клетки. Ядро расположено в центре и соединяется тяжами с пристенной цитоплазмой; содержит гаплоидный набор хромосом.

■ Размножение: бесполое осуществляется путем разрыва нити на короткие участки; спорообразование отсутствует. Половой процесс — конъюгация. При этом две нити водорослей обычно располагаются параллельно друг другу и срастаются при помощи копуляционных выростов или мостиков. Затем оболочки клеток в местах соприкосновения нитей растворяются, образуя сквозной канал, через который содержимое одной из клеток перемещается в клетку другой нити и сливается с ее протопластом, образуя зиготу с плотной оболочкой. Зигота делится мей-озом; образуются 4 ядра, три из них погибают; из оставшейся клетки после периода покоя развивается взрослая особь.

❖ Улотрикс

■ Местообитание: пресные, реже морские и солоноватые водоемы, почва;

■ Жизненный цикл — сложный, с чередованием полового и бесполого поколений: многоклеточный гаметофит (половое поколение, формирующее гаметы) сменяется одноклеточным спорофитом (бесполым поколением, способным образовывать споры).

■ Форма тела гаметофита: нитевидная, неразветвленная; в водоемах формирует ярко-зеленые кустики высотой около 10 см.

■ Особенности строения гаметофита: клетки -цилиндрической формы, покрыты толстой целлюлозной оболочкой, расположены в один ряд. Нити таллома прикрепляются к субстрату бесцветной конической базальной клеткой, выполняющей функции ризоида. Все клетки, кроме базальной, способны делиться, обусловливая непрерывное нарастание таллома. Хроматофор имеет вид пластинки, образующей незамкнутый поясок или кольцо (цилиндр) вдоль клеточной стенки.

■ Строение спорофита: спорофит образован одной безжгутико-вой клеткой, которая представляет собой зиготу, окруженную плотной оболочкой и снабженную слизистой ножкой, которой спорофит прикрепляется к субстрату.

■ Размножение: — бесполое — путем распада нити на короткие участки или путем образования жгутиковых зооспор (в одной клетке образуются 4 зооспоры); половой процесс — изогамный; после оплодотворения зигота плавает, затем оседает на дно, теряет жгутики и образует спорофит. После периода покоя ядро спорофита делится, образуются зооспоры, которые затем прорастают.

Как избавиться?

Борьба с уже занесенной в аквариум спирогирой должна проводиться сразу по нескольким направлениям:

Механическое очищение воды, растений, декораций и грунта от ее нитей 2-3 раза в неделю с заменой 30% воды каждый раз; производить его надо крайне аккуратно, потому что любой разрыв нитчатой водоросли провоцирует ее вегетативное размножение; все декорации и грунт лучше прокипятить;
Уменьшение интенсивности освещения, снижение температуры воды и своевременное устранение ее органических загрязнений; в запущенных случаях применяется полное затемнение аквариума на трое суток с мощной продувкой воды все это время и активном насыщении ее кислородом;
Обработка воды 2-3 раза в неделю ультрафиолетовыми лампами;
Запуск в аквариум мелких креветок, которые питаются водорослями;
Использование специальных препаратов: Aqua Medic antigreen, Sera Algopur, Aquayer АльгоШок и т.п. Это может негативно повлиять на обитание некоторых растений, улиток или ракообразных, но в самых запущенных случаях это единственный эффективный метод борьбы.

Если вам было интересно или остались какие-то вопросы - оставляйте комментарии!

Многоклеточные водоросли, в отличие от одноклеточных, мы можем разглядеть и потрогать. Иногда они нас радуют своими декоративными свойствами, например, в аквариумах, иногда раздражают — скажем, когда при сходе с берега в воду мы оскальзываемся на камнях, покрытых зеленым одеялом, или когда не можем привольно поплавать в море потому, что прибоем нанесло много противных, дурно пахнущих водорослей. Внешний данные водорослей очень различаются — от едва заметных сфер и тонких нитей до больших пластин. Для зеленых водорослей характерны богатые оттенки зеленого цвета, — эту особенность определяет преобладание пигмента хлорофилла. Ниже мы рассмотрим особенности нескольких видов многоклеточных зеленых водорослей: спирогиры, кладофоры, улотрикса, ульвы и вольвокса.

Спирогира. Строение и размножение

Спирогира — нитчатая водоросль, принадлежащая к семейству зигнемовых и классу конъюгатов. Обитает в прудах, в стоячей воде, где ее густая масса образует тину.

1. Тело спирогиры представлено ниточкой, в которой в один ряд выстроились цилиндрические клетки. Снаружи каждая нить покрыта слизистым чехлом.

2. Хроматофор спиральный, имеет вид закрученной ленты.

3. Крупное ядро с ядрышком.

4. Большая вакуоль.

Размножение

Спирогира способна размножаться как бесполым способом, так и половым. При бесполом размножении идет процесс фрагментации, нить водоросли рвется на отдельные участки, из которых формируются новые новая спирогиры.

Половое размножение спирогиры идет путем конъюгации.

1. Между клетками разных спирогир при их сближении образуются выросты, как будто перекидываются мостики.

2. Живое содержимое по этим «трубочкам» перетекает из одной клетки в другую, сливаясь.

3. Образуется зигота.

4. Зигота делится мейозом, давая в результате четыре клетки. Три из них отмирают, а одна образует новую спирогиру.

5. Гаметы не образуются, так как у конъюгатов нет подвижных стадий размножения: зооспор и гамет.

Хочешь сдать экзамен на отлично? Жми сюда - онлайн курсы по биологии

Бурые водоросли помимо хлорофилла имеют в хроматофорах бурый пигмент - фукоксантин, маскирующий остальные пигменты. Это многоклеточные водоросли, большинство которых растет на глубине 5-15 метров, однако некоторые растут на глубине от 40 до 100 метров. По размерам являются наиболее крупными из всех водорослей. Типичные представители - фукус, саргассум и ламинария сахарная, изображенная ниже.

Строение ламинарии

Ламинария сахарная может достигать в длину до 60 м. Тело водоросли подразделяется на таллом (слоевище), стволик, ризоиды. Внешне напоминает лист на черешке. Вода всасывается всей поверхностью слоевища (таллома), ризоиды выполняют исключительно функцию прикрепления к субстрату.

Хроматофор имеет округлую форму, содержит помимо хлорофилла, каротина, ксантофилла бурый пигмент - фукоксантин. Запасное питательное вещество - ламинарин, откладывается в цитоплазме.

Жизненный цикл

Жизненный цикл представлен чередованием спорофита (2n, бесполое поколение) - имеет вид взрослого растения ламинарии, и гаметофита - гаплоидной фазы(n), представленной небольшими разветвленными нитями. В результате мейоза в зооспорангиях на спорофите (2n) образуются зооспоры (n). Зооспоры на почве прорастают в женские и мужские гаметофиты, на которых расположены соответственно оогонии с яйцеклетками (n) и антеридии со сперматозоидами (n). В результате оплодотворения образуется зигота (2n), из которой начинает расти взрослая особь - спорофит. Цикл замыкается.

Значение бурых водорослей

Бурые водоросли являются основным источником органического вещества в прибрежной зоне (являются звеном в цепи питания). Служат для морских животных местом размножения, укрытия и питания.

Не самое лучшее значение бурых водорослей состоит в том, что они очень любят участвовать в обрастании морских судов, ухудшая тем самым их характеристики.

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.

Харовые водоросли

Харовые водоросли (или харофиты) — высокоорганизованная группа пресноводных водорослей длиной от нескольких десятков сантиметров до нескольких метров, по внешнему виду похожих на высшие растения — хвощи.

Местообитание: чистые пресные водоемы с жесткой водой, насыщенной растворимыми солями кальция, на глубине 1-5 и более метров; образуют заросли на илистом или песчаном дне.

Особенности строения: тело мутовчато разветвленное, его главная ось («стебель») расчленена узлами на длинные (до 1 м) междоузлия. Каждое междоузлие образовано одной длинной многоядерной клеткой, часто покрытой коркой. От каждого узла отходит по четыре и более боковых побегов («листьев»). Органы прикрепления таллома к субстрату — нитевидные ризоиды. Хроматофоры содержат хлорофиллы а и b и каротиноиды. Запасный продукт — крахмал.

Размножение: ■ бесполое — клубеньками или участками таллома; споры не образуются; ■ половой процесс — оогамный.

Органы полового размножения — многоклеточные; мужские — антеридии (в которых развивается по несколько сотен двужгутиковых сперматозоидов) и женские — оогонии (в каждом из них образуется одна яйцеклетка). Сперматозоиды проникают к яйцеклетке через щель в оогонии. После оплодотворения развивается ооспора (зигота) с толстой оболочкой, которая прорастает после периода покоя.

Способы борьбы

Быстрое разрастание некоторых видов водорослей создает немало хлопот владельцам бассейнов, комнатных аквариумов или искусственных водоемов на собственном участке. Появление спирогиры может спровоцировать гниение в воде, и поэтому с ней рекомендуют бороться всеми возможными способами. Химические препараты против нее не действуют, поэтому гораздо проще предотвратить загрязнение воды и появление этого вида водорослей, чем потом заниматься ее выведением. Наиболее эффективными методами выведения зеленой массы являются:

Распространение экосреды — способ, предполагающий снижение интенсивности освещения, высадку кустарников и деревьев с густыми кронами, способных создать тень над водоемом. Кроме того, в воду нужно запустить те виды рыб, рационом для которых будет именно спирогира (белый амур), но которые не будут конфликтовать с другими обитателями
Очищение — ручное или механизированное. Метод достаточно кропотливый, но не сложный. Чистка должна осуществляться раз в 3−4 дня, но собрать удается крупные нити, а мелкие остаются в воде и продолжают разрастаться.
Обработка специальными средствами — не самый эффективный способ и не рекомендуемый с точки зрения экологии окружающей среды. Использование химикатов способно убить не только часть водорослей, но и рыб, и другие растения. Применение химикатов рекомендовано только в случае очистки декоративных прудов без обитателей.

Чтобы вывести спирогиру из аквариума и не допустить ее возникновения, рекомендуется соблюдать световой режим, при необходимости уменьшая интенсивность освещения. Кроме того, можно запустить мелких креветок, рацион которых состоит из водорослей. Хороший эффект дают ультрафиолетовые лампы, которыми рекомендуется обрабатывать воду 1−2 раза в неделю.

Борьбы со спирогирой может оказаться опасной для аквариума и его обитателей, поэтому из всех доступных способов рекомендуется выбирать тот, который будет наименее опасным и вредным. В запущенных случаях лучше обратиться к специалистам, которые занимаются профессиональной чисткой искусственных водоемов.

Водные растения делятся на высшие (Cormobionta) и низшие (Thallobionta). К последним относятся все виды водорослей. Они одни из древнейших представителей флоры. Их главная черта — споровое размножение, а особенность заключается в умении приспосабливаться к различным условиям. Существуют такие виды водорослей, которые способны жить в любой воде: солёной, пресной, грязной, чистой. Но для аквариумистов они становятся большой проблемой, особенно в случае их буйного роста.

Существуют такие виды водорослей, которые способны жить в любой воде: солёной, пресной, грязной, чистой.

Среда обитания и биологические особенности

Несмотря на то, что спирогира представляет организмы очень близкие к высшим растениям, она отличается простейшим строением и примитивной жизнедеятельностью. Из-за большого скопления тончайших нитей на водоемах образуются напоминающие вату комки, которые могут покрывать абсолютно всю поверхность воды. Чаще всего водоросль можно заметить на заиленных канавах и прудах, в болотах, реках. При отсутствии правильного ухода и регулярной чистки спирогира появляется и в бассейнах.

Места, где обитает спирогира, не ограничиваются естественными водоемами. Владельцы домашних аквариумов нередко встречаются с этим представителем водорослей и не знают, как с ней бороться. Причиной ее появления и активного распространения является загрязнение воды органическими компонентами (мертвые рыбки, избыточное количество корма), а также нерегулярная подмена воды и забитые системы фильтрации. Спирогира обитает и в хорошо освещенных условиях, поэтому избыток света способствует ее возникновению в аквариумах.

Одной из наиболее интересных характеристик спирогиры является ее строение. Таллом представляет собой неветвящуюся нить, образованную множеством цилиндрических клеток одинаковых по размеру. Длина одной клетки составляет около 0,01 мм, а ширина одной нити может колебаться в диапазоне 5−200 мкм. Такие размеры позволили специалистам провести изучение этого вида более подробно, чем других водорослей, и составить их описание.

Стенки клеток образованы углеводами, что делает спирогиру схожей с высшими растениями по строению. Каждая из них покрыта оболочкой из целлюлозы со слоем слизи. Внутриклеточное пространство заполнено соком, в нем же находится ядро и хлоропласты. Особенности строения обуславливают и механизм питания: исключительно с помощью фотосинтеза. Этот вид обитателей пресных водоемов не может питаться полезными веществами из почвы или воды.

Ульва

Род ульва представляет морские зеленые водоросли, обитающие в пределах субтропического и умеренного поясов земного шара. Они являются многоклеточными организмами с ветвистым пластинчатым талломом размером от 30 сантиметров до 1,5 метра. У основания тела водоросли находятся нитевидные образования, ризоиды, при помощи которых они цепляются за различные поверхности.

Ульва нуждается в солнечном свете, поэтому обитает на небольших глубинах. Она служит кормом морских животных и является отличным местом для откладывания икры рыбами. Некоторые виды ульвы люди употребляют в пищу. В кулинарии она больше известна как морской салат.

Особенности строения водорослей

У некоторых водорослей имеются специальные воздушные пузыри, которые удерживают слоевище у поверхности воды, где есть возможность максимального улавливания света для фотосинтеза.

Таллом многих водорослей выделяет слизь, которая заполняет их внутренние полости и частично выводится наружу, помогая лучше удерживать воду в препятствуя обезвоживанию.

Клетки таллома водорослей не дифференцированы и имеют проницаемою клеточную оболочку, внутренний слой которой состоит из целлюлозы, а наружный — из пектиновых веществ и (у многих видов) ряда добавочных компонентов: извести, лигнина, кутина (задерживающего ультрафиолетовые лучи и предохраняющего клетки от излишней потери воды в период отлива) и др. Оболочка выполняет защитную и опорную функции, обеспечивая при этом возможность роста. При дефиците влаги оболочки значительно утолщаются.

Цитоплазма клетки у большинства водорослей образует тонкий слой между большой центральной вакуолью и клеточной стенкой. В цитоплазме имеются органеллы: хроматофоры, эндоплазматический ретикулум, митохондрии, аппарат Гольджи, рибосомы, одно или несколько ядер.

Хроматофоры — это органеллы водорослей, содержащие фотосинтезирующие пигменты, рибосомы, ДНК, липидные гранулы и пиреноиды. В отличие от хлоропластов высших растений хроматофоры более разнообразны по форме (могут быть чашевидными, лентовидными, пластинчатыми, звездчатыми, дисковидными и др.), размерам, числу, строению, местоположению и набору фотосинтезирующих пигментов.

У мелководных (зеленых) водорослей фотосинтезирующими пигментами являются в основном хлорофиллы а и b, поглощающие красный и желтый свет. У бурых водорослей, обитающих на средних глубинах, куда проникает зеленый и синий свет, фотосинтезирующими пигментами являются хлорофиллы а и с, а также каротин и фукоксантин, имеющие бурый цвет. У красных водорослей, обитающих на глубинах до 270 м, фотосинтезирующими пигментами являются хлорофилл d (характерный только для этой группы растений) и имеющие красноватую окраску фикобилины — фикоэритрин, фикоцианин и аллофикоцианин, хорошо поглощающие синие и фиолетовые лучи.

Пиреноиды — особые включения, входящие в состав матрикса хроматофор и являющиеся зоной синтеза и накопления запасных питательных веществ.

Запасные вещества водорослей: крахмал, гликоген, масла, полисахариды и др.

Красные и бурые водоросли

Красные водоросли

■ Обитают в морях и океанах (иногда в пресных водоемах) на глубине более 200 метров. ■ Размеры таллома — от долей миллиметра до нескольких десятков сантиметров (большинство видов). ■ Форма таллома — нитчатая, кустистая, пластинчатая, корко- и коралловидная и др. ■ Цвет — от ярко-красного до голубовато-зеленого и желтого. ■ Структура таллома — нитчатая или пластинчатая. ■ Органы прикрепления — ризоиды, присоски, подошвы. ■ Хроматофоры пластинчатые, содержат хлорофиллы а и d и пигменты фикоэритрин (красный) и фикоцианин (синий). ■ Размножаются бесполым (спорами) и половым путем. В цикле развития большинства красных водорослей происходит чередование поколений — гаметофита и спорофита.

Бурые водоросли. ■ Это — наиболее высокоразвитые (по морфологической и анатомической дифференцировке таллома) среди всех групп низших растений; они, возможно, являются предками высших растений. ■ Обитают в морях и океанах (обычно на глубинах 40-100 м). ■ Размеры таллома — от нескольких сантиметров до 100 м и более. ■ Форма таллома — ветвисто-кустистая, пластинчатая или ленточная, расчлененная на стебле- и листовидные «органы». ■ Цвет -желтовато-бурый. ■ Структура таллома — пластинчатая или ленточная. У большинства представителей талломы имеют ложно- или истиннотканевое строение (выделяют ассимиляционные, запасающие, проводящие ткани). Некоторые представители имеют воздушные капсулы для поддержания вертикального положения в воде. ■ Органы прикрепления — ризоиды или базальный диск — дисковидное разрастание в основании таллома. ■ Таллом разрастается в результате вставочного роста или за счет деления верхушечных клеток. ■ Хроматофоры пластинчатые, содержат хлорофиллы о и с и пигменты каротин и фукоксантин (имеют бурый цвет). ■ Размножаются бесполым (спорами) и половым путем. Период покоя в развитии зиготы в новую особь отсутствует. В цикле развития большинства бурых водорослей происходит чередование поколений — гаметофита и спорофита.
Метки: растения

Вы можете помочь проекту, обновив её и убрав после этого данный шаблон.

Запрос «Spirogyra» перенаправляется сюда; см. также другие значения.

Спирогира
Спирогира (увеличение 40×)
Научная классификация
промежуточные ранги

(лат. Spirogyra) — род нитчатых харофитовых водорослей из семейства зигнемовых.

Размножение водорослей

Водоросли размножаются бесполым и половым путем.

❖ Органы размножения водорослей (одноклеточные): ■ спорангии (органы бесполого размножения); ■ гаметангии (органы полового размножения).

❖ Способы бесполого размножения водорослей: вегетативное (фрагментами таллома) или одноклеточными зооспорами.

❖ Формы полового процесса у водорослей: ■ изогамия — слияние одинаковых по строению и величине подвижных гамет, ■ гетерогамия — слияние подвижных гамет разных размеров (более крупную считают женской), ■ оогамия — слияние крупной неподвижной яйцеклетки со сперматозоидом, ■ конъюгация — слияние содержимого двух неспециализированных клеток.

Половой процесс завершается образованием диплоидной зиготы, из которой формируется новая особь или образуются подвижные жгутиковые зооспоры, служащие для расселения водоросли.

❖ Особенности размножения водорослей: ■ у некоторых видов водорослей каждая особь способна формировать (в зависимости от времени года или условий среды) и споры, и гаметы; ■ у отдельных видов водорослей функции бесполого и полового размножения выполняют разные особи — спорофиты (они образуют споры) и гаметофиты (они формируют гаметы); ■ в цикле развития многих видов водорослей (красных, бурых, некоторых зеленых) наблюдается строгое чередование поколений — спорофита и гаметофита; ■ гаметы водорослей, как правило, обладают таксисами, определяющими направление их движения в зависимости от интенсивности света, температуры и т.п.; ■ безжгутиковые споры совершают амебоидное движение; ■ у морских водорослей выход спор или гамет совпадает с приливом; период покоя в развитии зиготы отсутствует (т.е. зигота начинает развиваться сразу же после оплодотворения, чтобы не быть унесенной в море).

Значение в экосистемах и жизни человека

Строение спирогиры делает ее главным объектом в лабораторных исследованиях, поскольку она имеет довольно крупные клетки, которые достигают 0,01 мм в диаметре. Данная водоросль образует густые заросли во многих водоемах. Такая биомасса способна выделить достаточно большое количество кислорода. Но это свойство имеет и отрицательное значение, поскольку приводит к процессам заболачивания, гниения и цветения воды. В результате многие животные могут просто погибнуть. Наверняка слова из детской песенки «затянуло бурой тиной гладь старинного пруда» посвящены именно зеленым нитчатым скоплениям спирогиры. Однако за счет нее выживает большое количество водных обитателей, а биомасса, которую она способна образовать, в несколько раз превышает подобные показатели у наземных растений.

Спирогира является типичным представителем группы Низших растений, а именно — отдела Зеленые водоросли. Она выступает неотъемлемой частью экосистем практически всех пресных водоемов, источником органических веществ и кислорода.

Обычно человек узнает о спирогире, сталкиваясь с ней, как с проблемой. В нашей статье мы расскажем об особенностях этой водоросли, масштабах ее распространения у нас в стране и во всем мире, а также методах борьбы с ней в рамках конкретного аквариума.

Содержание

Где обитает спирогира

Это наиболее распространённый вид водорослей по всей земле. В мире насчитывается около 340 ее разновидностей. Спирогира обитает практически во всех водоёмах с пресной водой, имеющих небольшое течением или стоячих. В том числе в ее среду обитания входят горячие и минеральные источники, водоемы в Тибете на высоте свыше 5600 м и в Антарктиде.

Загрязнение воды человеком вследствие сброса недостаточно очищенных промышленных и канализационных стоков в водоемы создало благоприятные условия для ее бурного развития в последние десятилетия. Во многих водоемах наблюдается сплошное зарастание дна или поверхности воды спирогирой, а также ее массовые скопления по берегам.

Разрастание этой водоросли представляет две опасности:

Она изменяет экологическую систему водоема, вытесняя другие растения; с ними нарушаются привычные условия для жизни и размножения массы животных;
Гниение огромных масс спирогиры продуцирует токсины, что уже напрямую отравляет все живое.

В России ученые давно бьют тревогу по поводу массового характера развития этой водоросли в Байкале и на Волге. В то же время более мелкие водоемы она способна захватить полностью, превратив в стоячее болото.

Споры спирогиры разносятся с водой, ветром, насекомыми и птицами и способствуют ее распространению в прудах, бассейнах и домашних аквариумах. Избыток света, тепла и органики ускоряет ее развитие.

Профилактика появления цианобактерий

Профилактические меры появления сине-зелёных водорослей сводятся к правильному уходу за аквариумом и поддержанию биобаланса:

каждую неделю делать подмены чистой отстоявшейся водой на 10-20 % объёма аквариума;
не допускать перенаселения: примерно на 1 литр объёма воды должен приходиться 1 см рыбы, но есть много исключений — для 15-сантиметровой рыбы, например, 15-литровый аквариум крайне тесен, потому нужно заранее уточнить у опытных аквариумистов нормы содержания конкретного вида;
рыбок кормить 1-2 раза в день, причём количество корма должно быть таким, чтобы они съедали его за 5 минут;
лампы для аквариума подбирать с учётом видов растений, так как всем нужна разная освещённость, а если растений нет, достаточно подсветки, чтобы было видно рыбок;
свет не обязательно оставлять включённым бесперерывно: 8 часов достаточно, чтобы сине-зелёные водоросли не появлялись, а растения были в норме;
нельзя чрезмерно пользоваться удобрениями для растений, в том числе и СО2;
ставить аквариум желательно так, чтобы на него не попадал солнечный свет;
новые декорации и грунт перед помещением в аквариум прокипятить или обработать дезинфицирующими растворами, а после хорошо промыть.

Существует много методов борьбы с сине-зелёными водорослями, среди которых есть очень эффективные. Главное — соблюдать правила применения средств, чтобы и от проблемы избавиться, и обитателям аквариума не навредить.

Автор: LankaValorian
Распечатать

(1 голос, среднее: 5 из 5)

Поделитесь с друзьями!

Значение водорослей

❖ Значение водорослей: ■ они за счет фотосинтеза продуцируют органические вещества; ■ насыщают воду кислородом и поглощают из нее двуокись углерода; ■ являются пищей для водных животных; ■ являются родоначальниками растений, заселивших сушу; ■ участвовали в образовании горных известняковых и меловых пород, некоторых видов каменного угля и горючих сланцев; ■ зеленые водоросли очищают водоемы, загрязненные органическими отбросами; ■ используются человеком как органические удобрения и кормовые добавки в рацион животных; ■ используются в биохимической, пищевой и парфюмерной промышленности для получения белков, витаминов, спиртов, органических кислот, ацетона, йода, брома, агар-агара (необходим для изготовления мармелада, пастилы, суфле и т.п.), лаков, красителей, клея; ■ многие виды используются в пищу человеком (ламинария, некоторые зеленые и красные водоросли); ■ некоторые виды применяются при лечении рахита, зоба, желудочно-кишечных и других заболеваний; ■ ил из отмерших водорослей (сапропель) используется в грязелечении; ■ могут вызывать «цветение» воды.

Среда обитания и биологические особенности

Жизненный цикл и размножение

Спирогира размножается двумя способами:

Половое размножение спирогиры происходит путем конъюгации - процесса, который происходит при слиянии двух клеток из разных нитей. Впервые он описан К. А. Тимирязевым в 1907 году. При конъюгации спирогиры две параллельные нити сближаются, и в двух смежных клетках появляются вздутия стенки в направлении друг к другу. На рисунке спирогиры видно, как они продолжают расти, сталкиваются и превращаются в копуляционный канал. Перегородки, разделяющие их, рассасываются, и их содержимое сливается в единую массу, заполняя оболочку одной из исходных клеток. Эта клетка называется зиготой. Она округляется, отделяется от основной нити и покрывается толстой оболочкой, становясь зигоспорой. На зиму она впадает в период покоя, а весной претерпевает мейоз - деление ядра с уменьшением в два раза числа хромосом. В результате получаются четыре споры, три из них отмирают, а одна дает начало новой молодой нити.
Вегетативное размножение спирогиры происходит при разрыве ее нитей. Из каждого оторванного кусочка или даже отдельной клетки формируются новые нити, что способствует ее быстрому распространению.

Спирогира в домашних аквариумах

Спирогира относится к одному из крайне агрессивных сорняков, который засоряет аквариумы так же, как и все другие водоемы.

Причины появления

Появление спирогиры может быть спровоцировано процессами гниения органических остатков в воде, а также слишком активным освещением и повышенной температурой воды.

Бороться со спирогирой крайне сложно, поэтому необходимо предотвращать загрязнение воды, чтобы потом не заниматься ее выведением.

К. А. Тимирязев о спирогире

Конъюгация спирогиры (на рисунке — справа) из работы К. А. Тимирязева, 1907 г.

Вот микроскопическая водоросль, уже нам знакомая спирогира, с её характеристическими спиральными лентами хлорофилла (рисунок справа). В известный момент развития этого организма составляющие его нити принимают параллельное положение, как это видно на рисунке. В некоторых клетках содержимое собирается в круглые или овальные клубки, и в то же время на двух смежных клеточках образуются вздутия стенки. Эти бугорки растут навстречу, сталкиваются, разделяющая их перегородка всасывается, исчезает, и тогда содержимое двух клеточек сливается в одну массу, причем совершенно безразлично, перельется ли содержимое из левой нити в правую или наоборот. Образовавшаяся таким образом округлая масса получает оболочку и превращается в спору, которая, освободившись, может прорасти и дать начало новому организму, новой нити спирогиры. Здесь мы, следовательно, встречаем процесс оплодотворения в крайне простой форме: две клеточки сливаются, чтобы дать начало одной, которая и служит для воспроизведения организма.
— К. А. Тимирязев
. Лекция VIII. Цветок и плод от 28.06.1907

Тело спирогиры — неветвящаяся нить, состоящая из одного ряда цилиндрических клеток. Оболочкой каждой клетки является целлюлозная клеточная стенка, покрытая снаружи слизью. Большую часть клетки занимает вакуоль с клеточным соком. На цитоплазматических тяжах, проходящих через вакуоль, подвешено одно ядро. Оно крупное и округлое. В каждой клетке имеется по одному и более спирально закрученных хлоропластов, напоминающих ленты, расположенные в пристеночном слое цитоплазмы. Вследствие большой величины клеток спирогиры, достигающей у некоторых её видов 0,01 мм, а также вследствие простоты их строения, эта водоросль является одной из наиболее изученных и служит классическим объектом при изучении анатомии клетки водоросли.

Жизненный цикл

Размножение вегетативное или половое (конъюгация). При конъюгации клетки двух соседних разнознаковых («+» или «-») нитей соединяются между собой боковыми выростами, образуется копуляционный канал, по которому протопласт одной клетки перетекает в другую и сливается с содержимым последней. Клетка, в которой произошло слияние (зигота), закругляется, отделяется от нити и, одеваясь толстой оболочкой, превращается в зигоспору. Зигоспора перезимовывает и весной проходит мейоз, давая 4 споры, три из которых отмирают, а одна прорастает в молодую нить («+» или «-»). Все стадии, кроме зиготы и зигоспоры, — гаплоидны.

Конъюгация спирогиры (на рисунке — справа) из работы К. А. Тимирязева, 1907 г.
Размножение вегетативное или половое (конъюгация). При конъюгации клетки двух соседних разнознаковых («+» или «-») нитей соединяются между собой боковыми выростами, образуется копуляционный канал, по которому протопласт одной клетки перетекает в другую и сливается с содержимым последней. Клетка, в которой произошло слияние (зигота), закругляется, отделяется от нити и, одеваясь толстой оболочкой, превращается в зигоспору. Зигоспора перезимовывает и весной претерпевает мейоз, давая 4 споры, три из которых отмирают, а одна прорастает в молодую нить («+» или «-»). Все стадии, кроме зиготы и зигоспоры, — гаплоидны.

Вот микроскопическая водоросль, уже нам знакомая спирогира, с её характеристическими спиральными лентами хлорофилла. В известный момент развития этого организма составляющие его нити принимают параллельное положение, как это видно на рисунке. В некоторых клетках содержимое собирается в круглые или овальные клубки, и в то же время на двух смежных клеточках образуются вздутия стенки. Эти бугорки растут навстречу, сталкиваются, разделяющая их перегородка всасывается, исчезает, и тогда содержимое двух клеточек сливается в одну массу, причем совершенно безразлично, перельется ли содержимое из левой нити в правую или наоборот. Образовавшаяся таким образом округлая масса получает оболочку и превращается в спору, которая, освободившись, может прорасти и дать начало новому организму, новой нити спирогиры. Здесь мы, следовательно, встречаем процесс оплодотворения в крайне простой форме: две клеточки сливаются, чтобы дать начало одной, которая и служит для воспроизведения организма.
— К. А. Тимирязев
. Лекция VIII. Цветок и плод от 28.06.1907

Описание и отличительные особенности

Скопления тончайших нитей спирогиры образуют тину. Это похожие на вату комки, покрытые слизью. Она имеет насыщенно-зеленый цвет и может покрывать дно водоема или плавать в толще и на поверхности воды.

Роль в природе

В природе спирогира - это неотъемлемый элемент экосистемы и один из важнейших источником кислорода в водоеме. Она образует густые заросли, важные для нереста некоторых рыб. Плотное переплетение ее нитей надежно защищает икру и мальков от хищников. Кроме того, она служит пищей для многих видов рыб и других обитателей водоемов.

Но в больших количествах она способна привести к экологической катастрофе.

Строение

Тело спирогиры — неветвящаяся нить, состоит из одного ряда цилиндрических клеток. Оболочкой каждой клетки является целлюлозная клеточная стенка, покрытая снаружи слизью. Большую часть клетки занимает вакуоль с клеточным соком. На цитоплазматических тяжах, проходящих через вакуоль, подвешено одно ядро. В каждой клетке имеется по одному и более спирально закрученных хлоропластов, напоминающих ленты, расположенные в пристеночном слое цитоплазмы. Вследствие большой величины клеток спирогиры, достигающей у некоторых её видов до 0,01 мм, вследствие ясности их строения, эта водоросль является одной из наиболее хорошо изученных и служит классическим объектом при изучении анатомии клетки водоросли.

Читайте также: