Ботаніка - Неведомська Є. О. - 5. Розмноження водоростей
Розмноження у водоростей може відбуватися нестатевим або статевим шляхом (рис.49). При нестатевому розмноженні дочірні особини успадковують геном, ідентичний до геному материнського організму, за винятком випадків, коли мають місце генні або хромосомні мутації. При статевому розмноженні геноми дочірніх організмів відрізняються від батьківських, оскільки утворенню дочірнього покоління зазвичай передують процеси обміну генетичною інформацією між різними особинами внаслідок кросинговеру, що відбувається після статевого процесу.
Статевий процес та пов'язані з ним кросинговер і мейоз обумовлюють рекомбінантну мінливість і сприяють зростанню рівня генетичної гетерогенності популяцій. Рівень рекомбінантної мінливості може зростати також внаслідок обміну частинами геномів при парасексуальних процесах (наприклад, під час кон'югації), проте парасексуальні процеси безпосередньо не пов' язані з відтворенням дочірніх особин і тому до способів розмноження не відносяться.
Рис. 49. Будова і розмноження хламідомонади:
А - хламідомонада:
1 - скоротливі вакуолі; 2 - джгутики;
3 - стигма (світлочутливе вічко); 4 - хлоропласт;
5 - цитоплазма; 6 - ядро; 7 - клітинна стінка; 8 - піреноїд; Б - нестатеве розмноження:
1, 2, 3 - утворення зооспор; 4 - вихід молодих хламідомонад; В - статеве розмноження:
1 - утворення гамет; 2 - злиття гамет; 3 - утворення зиготи;
4 - вихід молодих хламідомонад.
Нестатеве розмноження У водоростей поділяється на два основних типи:
А) вегетативне, що здійснюється шляхом поділу вегетативних клітин або фрагментами вегетативного тіла;
Б) розмноження за допомогою спеціалізованих клітин - спор, яке інколи називають справжнім нестатевим розмноженням або Споруляцією .
Вегетативне розмноження. У одноклітинних водоростей вегетативне розмноження відбувається переважно поділом клітини надвоє. У багатоклітинних та колоніальних представників вегетативне розмноження частіше пов'язане з фрагментацією таломів та колоній. Фрагментацію можуть спричинювати механічні чинники (наприклад, вітро-хвильові удари, течія), або фрагментація може відбуватися внаслідок відмирання частин таломів чи колоній. У небагатьох водоростей вегетативне розмноження може здійснюватись за допомогою спеціалізованих ділянок тіла - вивідкових бруньок (бура водорість Sphacellaria) або вивідкових бульбочок (зелені водорості з порядку Charales). Особливим варіантом вегетативного розмноження є розмноження за допомогою акінет. Акінети являють собою клітини, що утворюються із звичайних вегетативних клітин при погіршенні умов існування. Акінети мають потовщену клітинну оболонку, містять багато запасних поживних речовин і, на відміну від звичайних вегетативних клітин, за несприятливих умов здатні переходити у стан анабіозу або криптобіозу, завдяки цьому переживати несприятливі періоди. При покращенні умов вегетації акінети проростають у нові вегетативні особини.
Нестатеве розмноження шляхом споруляції Відрізняється від вегетативного тим, що здійснюється спеціалізованими клітинами - спорами, які утворюються в спорангіях. Спорангії у водоростей одноклітинні, кількість спор в одному спорангію може коливатися від однієї (наприклад, у зеленої нитчастої водорості Oedogonium) до кількох десятків або навіть сотень (у багатьох бурих водоростей).
У відповідності зі здатністю до активного руху спори поділяють на рухливі із джгутиками, часто з світлочутливими вічками (стигми) та пульсуючими вакуолями (зооспори) та нерухомі з клітинними покривами (гемізооспори, апланоспори та автоспори), та малорухливі амебої-дні, що позбавлені джгутиків (моно-, бі - та тетраспори).
Залежно від типу поділу ядра клітини-спорангія (мітотичний чи мейотичний) спори часто також поділяють на Мітоспори та Мейоспори, відповідно.
Статеве розмноження Відбувається внаслідок статевого процесу. Статеві процеси у водоростей поділяють на дві основні групи - сома-тогамні та гаметогамні.
При соматогамних статевих процесах зливаються дві вегетативні (інакше - соматичні) клітини. Якщо такі клітини представлені клітинами, позбавленими клітинних покривів, то цей тип соматогамії називають Хологамією. Типовим прикладом водорості з хологамним статевим процесом є рід Бипаїіеііа.
Якщо копуляція відбувається між вегетативними клітинами, які мають клітинні покриви, то цей тип соматогамії називають Кон 'югацією. При кон' югації клітини, що мають копулювати, зближуються, вкриваються спільним слизом. Далі кожна клітина утворює копуляційний відросток у напрямку до іншої. Коли копуляційні відростки стикаються один з одним, оболонка між ними розчиняється і утворюється кон' югаційний канал, по якому ядро з однієї клітини переходить в іншу. Далі ядра зливаються і утворюється зигота. Прикладами водоростей зі статевим процесом за типом кон' югації є зелені зигнематальні та десмідіальні водорості (Spirogyra, Zygnema, Cosmarium, та ін.).
При гаметогамії копуляція відбувається між спеціалізованими клітинами статевого розмноження - гаметами, які утворюються в статевих органах - гаметангіях. У відповідності з морофологією гамет виділяють три основі типи гаметогамії: ізогамію, гетерогамію та оогамію.
Ізогамією називають такий статевий процес, при якому копулюють дві гамети, які морфологічно виглядають однаковими. Проте фізіологічно та на ультратонкому рівні гамети розрізняються: одна з гамет, що при копуляції приймає ядро іншої гамети, вважається жіночою і позначається знаком "+". Друга гамета, ядро якої при копуляції' мігрує у цитоплазму жіночої гамети, вважається чоловічою і позначається знаком "-".
При гетерогамії (синонім - анізогамії) копулюють дві гамети, які відрізняються за розмірами та ступенем рухливості. Чоловіча гамета дрібна, рухається дуже швидко. Жіноча гамета має більші розмірі від чоловічої, і її рухливість обмежена.
Оогамія - це статевий процес, при якому копуляція відбувається між великою, нерухомою та позбавленою джгутиків жіночою гаметою - яйцеклітиною, та дрібною чоловічою гаметою. Чоловічі гамети, що мають джгутики і здатні до активного руху, називають сперматозоїдами. Якщо ж чоловіча гамета позбавлена джгутиків і є нерухомою, то її називають спермацієм. Гаметангії, в яких утворюються яйцеклітини, називають Оогоніями, а сперматозоїди чи спермації - Антеридіями. У водоростей оогонії та антеридії, на відміну від гаметангіїв вищих рослин, є одноклітинними (винятками є лише деякі зелені водорості з класу харофіцієвих).
Крім основних типів гаметогамії (тобто ізогамії, гетерогамії та оогамії), у водоростей відомо кілька додаткових специфічних типів статевого процесу. Наприклад, у діатомових водоростей дуже поширеним типом статевого процесу є автогамія. При автогамії диплоїдне ядро клітини редукційно ділиться, далі з чотирьох дочірніх гаплоїдних ядер два дегенерують, а два інших зливаються, і дають початок диплоїдному ядру зиготи. Таким чином, при автогамії гамети не утворюються, а статевий процес відбувається без статевого партнера.
Інший специфічний варіант статевого процесу - Атактогамія, яка спостерігається у деяких зелених вольвоксових водоростей (наприклад, у роду Chlorogonium). Тут у гаметангіях представників навіть однієї популяції утворюються гамети різних розмірів, і копулюють як гамети морфологічно однакові, так і морфологічно відмінні. Причому гамета, що приймає ядро від іншої (тобто фізіологічно жіноча гамета) може за розмірами дорівнювати чоловічій, бути більшою від неї або меншою.
У водоростей, що мають ізогамні статеві процеси, розрізняють види гомо - та гетероталічні. У гомоталічних видів як "+", так і "-" гамети утворюються на одному таломі, і здатні копулювати між собою, тобто такі види є фізіологічно двостатевими. У гетероталічних видів "+" та "-" гамети розвиваються на різних таломах, і тому гетероталічні представники фізіологічно є роздільностатевими (одностатевими).
Водорості, що мають статеві процеси гетеро - та оогамного типу поділяють також на однодомні та дводомні. У Однодомних водоростей антеридії та оогонії розміщуються на одному таломі, тобто такі види є і фізіологічно, і морфологічно двостатевими. У Дводомних видів жіночі та чоловічі статеві органи утворюються на різних таломах, тобто має місце фізіологічна та морфологічна роздільностатевість (одностатевість).
Після злиття цитоплазм вегетативних клітин чи гамет, що брали участь у статевому процесі (т. з. плазмогамії), зазвичай відбувається злиття ядер - каріогамія, і утворюється диплоїдне ядро зиготи. Проте з цього правила у водоростей відомі й виключення. Наприклад, у багатьох золотистих водоростей після плазмогамії ядра одразу не зливаються, і, як наслідок, утворюється клітина, що містить два генетично відмінні ядра - дикаріон. Така дикаріонтична клітина надалі перетворюється на дикаріонтичну зиготичну цисту, що переходить у стан спокою. Каріогамія та утворення власне зиготи відбувається лише по закінченні періоду спокою.
Схожі статті
-
Ботаніка - Неведомська Є. О. - 2. Загальна характеристика водоростей
План 1. Загальна характеристика нижчих рослин. 2. Загальна характеристика водоростей. 3. Біохімічна різноманітність водоростей. 4. Морфологічна...
-
Ботаніка - Неведомська Є. О. - 1. Загальна характеристика нижчих рослин
План 1. Загальна характеристика нижчих рослин. 2. Загальна характеристика водоростей. 3. Біохімічна різноманітність водоростей. 4. Морфологічна...
-
Ботаніка - Неведомська Є. О. - ЛЕКЦІЯ 12. Систематика рослин. нижчі рослини - водорості (algae)
План 1. Загальна характеристика нижчих рослин. 2. Загальна характеристика водоростей. 3. Біохімічна різноманітність водоростей. 4. Морфологічна...
-
Ботаніка - Неведомська Є. О. - 5. Суцвіття: біологічне значення, класифікація
Квітка диференціюється з апікальної меристеми головної чи бічних осей після переходу її в репродуктивну фазу. Цей процес контролюється гормонально та...
-
Ботаніка - Неведомська Є. О. - 4. Утворення квітки
Квітка диференціюється з апікальної меристеми головної чи бічних осей після переходу її в репродуктивну фазу. Цей процес контролюється гормонально та...
-
Ботаніка - Неведомська Є. О. - 6. Запилення та запліднення
Квітка диференціюється з апікальної меристеми головної чи бічних осей після переходу її в репродуктивну фазу. Цей процес контролюється гормонально та...
-
Ботаніка - Неведомська Є. О. - 3. Загальна будова та життєдіяльність клітин еукаріотів
До складу клітин еукаріотів входять поверхневий апарат, цитоплазма, ядро, немембранні та мембранні органели. Поверхневий апарат Клітин еукаріотів...
-
Ботаніка - Неведомська Є. О. - 5. Органічні сполуки: білки
Білки, Або Протеїни, - це високомолекулярні біополімери, мономерами яких є залишки Амінокислот. Назва "білки" пов' язана зі здатністю багатьох білків...
-
Ботаніка - Неведомська Є. О. - 3. Коротка історія рослинного світ
Рівні організації живих організмів - це відносно гомогенні біологічні системи, для яких характерний певний тип взаємодії елементів, просторовий і часовий...
-
Ботаніка - Неведомська Є. О. - 2. Методи цитологічних досліджень
Мікроскопія (від грецьк. Mikros - малий та Skopeо - спостерігаю) - вивчення під мікроскопом - є основним методом цитологічних досліджень. Методи...
-
План 1. Цитологія - наука про будову та функції клітин. Історія вивчення клітин. 2. Методи цитологічних досліджень. 3. Загальна будова та життєдіяльність...
-
Ботаніка - Неведомська Є. О. - 4. Морфологічна різноманітність водоростей
Специфічність біохімічного складу водоростей полягає у наявності в клітинах комплексу різноманітних речовин, що беруть участь у світловій та темновій...
-
Ботаніка - Неведомська Є. О. - 3. Біохімічна різноманітність водоростей
Специфічність біохімічного складу водоростей полягає у наявності в клітинах комплексу різноманітних речовин, що беруть участь у світловій та темновій...
-
Ботаніка - Неведомська Є. О. - 5. Підйом води у стовбурах дерев
Під впливом атмосферного тиску стовп води може піднятися лише на висоту не вище 10 м, тоді як висота дерев може сягати десятків метрів. Саме всисна сила...
-
Ботаніка - Неведомська Є. О. - 4. Вторинна будова стебла
У зв'язку з тим, що в стеблі дводольних і голонасінних рано розпочинається диференціація вторинних меристем (пучкового і міжпучкового камбію), перехід до...
-
Ботаніка - Неведомська Є. О. - 3. Первинна будова стебла
Першим етапом утворення стебла є формування його первинної структури, яка у голонасінних та дводольних рослин згодом замінюється на вторинну. У...
-
Ботаніка - Неведомська Є. О. - 4. Особливості будови та життєдіяльності клітини рослин
Клітини рослинних організмів мають всі ознаки будови еукаріотичної клітини. Однак є особливості. Оскільки рослини ведуть нерухомий спосіб життя,...
-
Ботаніка - Неведомська Є. О. - ЛЕКЦІЯ 4. Клітинний рівень організації живої матерії
План 1. Цитологія - наука про будову та функції клітин. Історія вивчення клітин. 2. Методи цитологічних досліджень. 3. Загальна будова та життєдіяльність...
-
Ботаніка - Неведомська Є. О. - 2. Структурні рівні організації живих організмів
Рівні організації живих організмів - це відносно гомогенні біологічні системи, для яких характерний певний тип взаємодії елементів, просторовий і часовий...
-
Ботаніка - Неведомська Є. О. - 3. Поширення рослин та їх значення у біосфері
Царство Рослин представлене різноманітними формами живих організмів - від одноклітинних мікроскопічних (водорості) до гігантських дерев, які мають...
-
Ботаніка - Неведомська Є. О. - 2. Загальна характеристика рослин
План 1. Ботаніка - наука про рослини. 2. Загальна характеристика рослин. 3. Поширення рослин та їх значення у біосфері. Основні поняття: Ботаніка,...
-
Ботаніка - Неведомська Є. О. - 6. Органічні сполуки: нуклеїнові кислоти
Нуклеїнові кислоти Вперше виявлено в ядрі клітини, звідки й походить назва цих сполук (від лат. Nucleus - ядро). До складу молекул нуклеїнових кислот,...
-
Ботаніка - Неведомська Є. О. - 2. Формування та морфологічна класифікація стебел
План 1. Стебло та його основні функції. 2. Формування та морфологічна класифікація стебел. 3. Первинна будова стебла. 4. Вторинна будова стебла. 5....
-
Ботаніка - Неведомська Є. О. - 1. Стебло та його основні функції
План 1. Стебло та його основні функції. 2. Формування та морфологічна класифікація стебел. 3. Первинна будова стебла. 4. Вторинна будова стебла. 5....
-
Ботаніка - Неведомська Є. О. - ЛЕКЦІЯ 8. Стебло - осьова частина пагона
План 1. Стебло та його основні функції. 2. Формування та морфологічна класифікація стебел. 3. Первинна будова стебла. 4. Вторинна будова стебла. 5....
-
Ботаніка - Неведомська Є. О. - 2.1.4. Первинна будова кореня
Корінь має клітинну будову. Різні його ділянки складаються з неоднакових клітин, що утворюють зони кореня: o кореневий чохлик (рис. 28) (лат. Саіур^а);...
-
Ботаніка - Неведомська Є. О. - 2.1.3. Зони кореня
Корінь має клітинну будову. Різні його ділянки складаються з неоднакових клітин, що утворюють зони кореня: o кореневий чохлик (рис. 28) (лат. Саіур^а);...
-
Ботаніка - Неведомська Є. О. - 2. Рослинні тканини
План 1. Поняття про тканини. 2. Рослинні тканини. Основні поняття: Тканина, диференціація, анатомія рослин, твірні (меристематичні) тканини, покривні...
-
Ботаніка - Неведомська Є. О. - 5. Способи поширення плодів і насіння
У життєвому циклі покритонасінних рухливою стадією є плоди і насіння. Вони мають спеціальні механізми їх поширення, що має пристосувальне значення, адже...
-
Ботаніка - Неведомська Є. О. - 1. Насінина: загальна будова та функції
План 1. Насінина: загальна будова та функції. 2. Особливості будови насінини однодольних та дводольних рослин. 3. Плід та його біологічне значення. 4....
Ботаніка - Неведомська Є. О. - 5. Розмноження водоростей