Происхождение и эволюция водорослей

                                                Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Государственная Полярная Академия»

 

 

 

 

 

 

 

Реферат

по  дисциплине водные растения

на  тему:

«Происхождение и эволюция водорослей»

 

 

 

 

 

                                                                                                                         Выполнил:

 Студент 1 курса группы 021

Собиров У.Х.

 

Проверил: Старший преподаватель Кознева Н.В.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Санкт-Петербург

2013

 

Содержание:

Мир водорослей…………………………………………………………………………………………………1-3

Основные типы морфологической  структуры тела водорослей……………………..4-6

Содержание……………………………………………………………………………………………………….7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Мир водорослей

Мир водорослей огромен. Он занимает в растительном царстве совершенно особое, исключительное по своему значению место, как в историческом аспекте, так и по той роли, которая  принадлежит ему в общем круговороте  веществ в природе. Вместе с тем  само понятие ''водоросли'' в научном  отношении страдает большой неопределённостью. Это заставляет специально рассмотреть  отличие относимых сюда растительных организмов от других представителей растительного царства

 

Действительно, слово "водоросли" означает лишь то, что это растения, живущие  в воде. Однако в ботанике этот термин применяется в более узком  смысле, и не все растения, наблюдаемые  нами в водоёмах, можно назвать  водорослями. С другой стороны, именно водоросли мы часто попросту не замечаем в водоёмах, так как очень многие из них нелегко распознать невооружённым  глазом.

 

Приглядываясь к различным водоёмам, особенно к  озёрам, мы прежде всего замечаем обилие растений. Некоторые из них прикреплены  ко дну. К ним относятся, например, крупные зелёные скопления так  называемой тины. Здесь же нередко  встречаются и более крупные  водоросли, состоящие из хорошо заметных на глаз простых или ветвящихся нитей, или совсем крупные хоровые водоросли, внешне похожие на хвощ.

 

С другой стороны, значительное количество микроскопических водорослей, таких же как в водоёмах, произрастает и на суше: на поверхности  почвы и в самой её толще, на деревьях, камнях. Правда, жизнь этих водорослей тоже тесно связана с  водой, однако они могут довольствоваться только атмосферной и грунтовой  влагой, росой. В отличие от ''водных'' водорослей, эти водоросли легко  переносят высыхание и очень  быстро оживают при малейшем увлажнении. В царстве растений водоросли  относятся к обширномуподцарству  низших, или слоевцовых растений, куда входят также бактерии, грибы и  лишайники. Как и все низшие растения, водоросли размножаются вегетативно  или с помощью спор, то есть относятся  к споровым растениям. Однако в физиологическом  отношении водоросли резко отличаются от остальных низших растений наличием хлорофилла, благодаря которому они  способны ассимилировать на свету углекислый газ. Кроме того, многие водоросли, обладающие хорошо развитым хлорофиллом, помимо фототрофного, могут быть свойственны и другие типы питания.

 

Таким образом, исходя из сказанного, легко  вывести точное научное определение  водорослей. Водоросли - это низшие, то есть слоевцовые споровые растения, содержащие в своих клетках хлорофилл, и живущие преимущественно в  воде. Такое определение, однако, не даёт представление о том огромном разнообразии в строении тела, которое  свойственно водорослям. Здесь мы встречаемся и с микроскопическими  организмами - одноклеточными и многоклеточными, и с крупными формами различного строения. Большого разнообразия достигают  здесь способы размножения и  строение органов размножения. Даже по окраске водоросли неодинаковы, так как одни содержат только хлорофилл, другие ещё ряд дополнительных пигментов, окрашивающие их в различные цвета.

 

Разделение  водорослей на систематические группы высшего ранга в основном совпадает  с характером их окраски, связанной  конечно, с особенностями строения. Водоросли разделены по 10 отделам:

 

1. сине - зелёные водоросли;

 

2. пирофитовые  водоросли;

 

3. золотистые  водоросли;

 

4. диатомовые  водоросли;

 

5. жёлто  - зелёные водоросли;

 

6. бурые  водоросли;

 

7. красные  водоросли;

 

8. эвшеновые  водоросли;

 

9. зелёные  водоросли;

 

10. хоровые  водоросли.

 

В научной  литературе до сих пор продолжаются споры о положении в общей  системе, с одной стороны, сине - зелёных  водорослей и, с другой стороны, всех тех водорослей, которые представлены одноклеточными подвижными формами, снабжёнными  органами движения - жгутиками (это  почти все эвиленовые водоросли, большая часть пирофитовых и  золотистых водорослей и отдельные  классы жёлто - зелёных и зелёных  водорослей).

 

Действительно, сине - зелёные резко отличаются от других водорослей простотой внутренней организации клеток. Их клетки лишены оформленного ядра, что сближает их с бактериями. Вместе с бактериями сине - зелёные водоросли составляют раздел организмов, обозначенный как  прокариоты, то есть ''доядерные'', в  отличие от всех остальных растений и животных, обладающих оформленным  клеточным ядром и обозначаемых как эукариоты.

 

Что же касается жгутиковых форм водорослей, то здесь вопрос осложняется тем, что они во многих случаях близки к подобным же бесцветным формам, что  дало повод для объединения всех их в общую систематическую группу ''жгутиковых организмов'' и включение  в систему животного мира.

 

С этих позиций мир водорослей как первичных  фототрофных организмов един и целостен. Морфологическое многообразие его  различных ветвей есть следствие  эволюционного взрыва, вызванного появлением фотосинтеза, который обеспечил  хлорофилоносным организмам успешное развитие в чисто абиотической среде. Учитывая особенности строения клеток сине - зелёных водорослей, следует  думать, что возникновение хлорофилла произошло ещё на прокариотическом уровне, а наличие в настоящее  время сходных хлорофилоностных и бесцветных эукариотических жгутиковых форм обусловлено морфологическим  параллелизмом эволюционного развития в разных ветвях организмов. Во всяком случае, у водорослей подобное явление  морфологического параллелизма распространено очень широко. Такая точка зрения хорошо подтверждается ещё и тем, что в пределах большинства вышеперечисленных  отделов водорослей жгутиковые формы  тесно связанны переходами с другими, типично ''водорослевыми'' структурами - неподвижными клетками, колониями  и нитями. С другой стороны в  пределах некоторых отделов имеются  и безусловно вторичные обесцветившиеся  формы.

 

Таким образом, у нас нет оснований  отказываться от рассмотрения водорослей как морфофизиологической целостности, от выяснения их многообразия в целом, происхождения и взаимных филогенетических связей. Точно так же с этих позиций  целостности хорошо выявляются место  и роль водорослей в природе: в  историческом плане они представляют собой первый этап в развитии всего  зелёного ствола растительного мира, а в общем круговороте веществ  в природе играют огромную роль как  первичное звено всех пищевых  связей в водной среде и гигантский поставщик кислорода в атмосферу.

 

 

 

Основные типы морфологической  структуры тела водорослей.

 

В отличие  от высших растений целиком и полностью  характеризующихся одним листостебельным  типом строения, водоросли в пределах слоевцового типа строения обнаруживают исключительное морфологическое разнообразие. Тело водорослей, как уже упоминалось, может быть всех четырех степеней сложности, вообще известных для  организмов - одноклеточным, колониальным, многоклеточным и неклеточным. Их размеры  в пределах каждой из этих форм отличаются огромным диапазоном - от микроскопических, до очень крупных. Так некоторые  виды зеленой одноклеточной водоросли  синехотистис едва достигают 1 мкм, одноклеточные  зелёные водоросли из рода хлорелла могут быть в 2 мкм, а длинна клеток, часто составляет 15 - 20 см.

 

Однако  самыми крупными размерами отличаются многоклеточные морские бурые водоросли, слоевища которых у отдельных  видов могут достигать в длину 30 - 45 см. Водоросли поражают многообразием  своего внешнего облика. Вместе с тем  всё это исключительное многообразие имеет в своей основе несколько  хорошо обособленных типов морфологической  структуры, являющихся выражением главнейших ступеней морфологической дифференциации тела водорослей в процессе эволюции. Важно отметить, что эти ступени  то в большей, то в меньшей степени  повторяются в разных отделах  водорослей, что свидетельствует  об известном параллелизме эволюционного  развития в пределах этих отделов.

 

В настоящее  время различают 9 основных типов  морфологической структуры тела водорослей. Из них 4 относятся к  одноклеточным формам, 1 - к неклеточным, остальные 4 - к многоклеточным.

 

1. Амёбоидная  структура представлена одноклеточными  организмами;

 

2. Монадная  структура свойственна одноклеточным  организмам;

 

3. Коккоидная  структура характеризуется отдельными  клетками;

 

4. Палынелоидная  структура представляет собой  усложнённый; вариант коккоидной  структуры;

 

5. Нитчатая  структура представлена талломами;

 

6. Разнонитчатая  структура представлена талломами;

 

7. Пластинчатая  структура характеризуется многоклеточными  слоевищами в форме пластиков;

 

8. Сифональная  структура представляет собой  особый тип строения, свойственный  только некоторым водорослям  и нередко называемый неклеточным;

 

9. Хорофитная  структура свойственна только  хоровым водорослям.

 

Распространённость  водорослей в водоёмах.

Водоросли - одни из древнейших организмов, населяющих нашу планету. Пожалуй, только бактерии могут поспорить с ними в древности  происхождения и длительности существования. В прошлые геологические эпохи, как и в настоящее время, водоросли  населяли океаны, реки, озёра и другие водоёмы. Обогатив атмосферу кислородом, они вызвали к жизни мир  разнообразных животных и способствовали развитию аэробных бактерий; они явились  родоначальниками растений, заселивших сушу, и как это не удивительно, создали могучие толщи горных пород.

В воде и на суше, в снегах, льдах и  горячих источниках, по всему земному  шару - от просторов Северного Ледовитого океана и его островов, до тропиков, и от тропиков до снегов и скал Антарктиды, от морских глубин до высоких гор - всюду мы находим водоросли. Их микроскопические размеры способствуют переносу на большие расстояния. Водные течения разносят их по морям и  океанам. Такую же роль выполняют  рыбы, особенно проходные. Выброшенные  из воды на берег и высохшие, подхваченные с илом и пылью с поверхности  скал и почвы ветром и птицами - водоросли переносятся на большие  расстояния. Пути и способы распространения  водорослей исключительно многообразны и полностью обеспечивают их повсеместное разнесение.

Наиболее  общим выражением их является распределение  водорослей по широтным зонам: в тёплых тропических морях, где условия  более благоприятны, мы находим и  большее количество видов; в холодных арктических морях флора водорослей по видовому составу значительно  беднее.

Распространённые  по всему земному шару, водоросли, несомненно должны играть значительную роль в жизни природы. На первый взгляд водоросли малозаметны и роль их кажется незначительной, и только в исключительных случаях, как, например, в густых зарослях морских макрофитов или при "цветении" воды, вызываемом планктонными водорослями, они поражают своим изобилием. Произведённые  подсчёты показывают, что в масштабе всей Земли роль водорослей в общем балансе живого вещества оказывается поистине огромной.

Основное  значение водорослей в жизни природы  вытекает из их физиологических особенностей как зелёных растений: подобно  высшим зелёным растениям на суше, водоросли в воде являются основным созидателем органического вещества. Таким образом, можно сказать, что  весь остальной мир современных  живых существ воды в той или  иной мере обязан своим существованием водорослям, так как водоросли, благодаря  содержанию в них хлорофилла, способны созидать органические вещества своего тела из неорганических веществ окружающей их воды. Следовательно они являются в воде производителями той первопищи, которой в дальнейшем пользуются все остальные лишённые хлорофилла водные организмы.