Klasifikace praktického a lékařského významu řas. Klasifikace řas
OBECNÁ CHARAKTERISTIKA ŘAS
Rozdíl mezi řasami a jinými rostlinami. Způsoby krmení řas. Pigmenty fotosyntetického aparátu. Fototrofní, heterotrofní a mixotrofní způsoby výživy řas. Buněčná struktura. Hlavní typy morfologické stavby těla řas. Reprodukční a vývojové cykly řas (vegetativní, nepohlavní, pohlavní rozmnožování).
Řasy a životní prostředí. Vnější životní podmínky. Ekologické skupiny řas. Planktonní řasy. Bentické řasy. Suchozemské řasy. Půdní řasy. Řasy sněhu a ledu. Řasy ze slaných vod. Zářící řasy. Soužití řas s jinými organismy.
Význam řas v přírodě a lidském životě.
Klasifikace řas.
SYSTEMATICKÝ PŘEHLED ŘAS
Oddělení modrozelených řas (Cyanophyta).Úrovně organizace. Buněčná struktura. Struktura talu. Reprodukce. Klasifikace. Třídy Chroococcal, Hormogonium, Chamesiphonaceae. Původ, evoluce a fylogeneze. Ekologické vlastnosti. Distribuce a zástupci. Význam.
Oddělení zelených řas (Chlorophyta).Úrovně organizace. Buněčná struktura. Typy morfologické organizace thalli. Reprodukční metody. Význam v přírodě a lidském životě. Klasifikace oddělení. Principy klasifikace. Třídy ekviflagelát, prasinophyceae, konjugáty, characeae.
Třída equiflagelláty, nebo vlastně zelené řasy. Objednávky Volvox, Chlorococcus, Ulotrix. Jednobuněčné, koloniální a cenobiální formy. Struktura mnohobuněčných stélků. Reprodukce. Buněčná struktura. Hlavní představitelé.
Konjugáty třídy. Vlastnosti organizace a struktury thalli. Reprodukční metody. Charakteristika a typy konjugace. Řády mesothenic, desmidian, zygnema. Distribuce v přírodě. zástupci.
třída Charovae. Struktura talu. Reprodukční metody. Ekologie a význam. Hlavní představitelé.
Doba výskytu zelených řas. Původ, evoluce a fylogeneze. Hlavní linie evoluce v rámci řádů. Zelené řasy jako předchůdci vyšších rostlin.
Dělení rozsivek (Diatomeae, Bacillariophyta). Vlastnosti organizace a struktury kolonií . Cytologické znaky. Reprodukční metody. Klasifikace. Třídy jsou pennate a centrické. Hlavní představitelé. Rozšíření, ekologie, význam. zástupci. Doba vzniku, vznik a fylogeneze rozsivek.
Oddělení hnědých řas (Phaeophyta). Organizační úroveň. Anatomická a morfologická stavba stélky. Cytologické znaky. Reprodukční metody. Typy životních cyklů. Klasifikace oddělení. Třídy jsou izogenerované, heterogenerované, cyklosporózní. Hlavní představitelé. Šíření. Ekologie. Význam. Doba vzniku, vznik a fylogeneze rozsivek.
1.4. ODDĚLENÍ SINIC (AZUROVÁ NEBO BAKTERIE), NEBO MODROZELENÉ ŘASY (CYANOPHYTA)
Sinice, neboli modrozelené řasy (nebo cyanea), jsou nejstarší skupinou organismů, unikátní z morfologického a fyziologického hlediska. Mnoho vlastností modrozelených řas (fixace dusíku, intravitální uvolňování organických látek, kyslíkový typ fotosyntézy) určuje jejich mimořádně důležitou roli v půdě a vodních útvarech. V poslední době se kyanidy staly předmětem výzkumu biochemiků a fyziologů, hydro- a mikrobiologů, genetiků a pěstitelů rostlin, ale i specialistů na vesmírnou biologii.
Oddělení zahrnuje jednobuněčné, koloniální a mnohobuněčné (vláknité), od mikroskopických až po vizuálně viditelné organismy různých morfologických struktur. Koloniální formy existují po celý život řas nebo v určitých fázích vývoje. Mnohobuněčné kyanidy žijí v oddělených vláknech nebo shromážděné v drnech. Mají symetrické nebo asymetrické, jednoduché nebo rozvětvené trichomy (těla), interkalární nebo apikální růstové zóny. Řada vláknitých kyanidů má specializované buňky - heterocysty se silně ztluštělými bezbarvými dvouvrstvými skořápkami. Účastní se procesu fixace atmosférického dusíku.
Buňka je pokryta pektinovým obalem složité struktury a složení, často slizkým, pod nímž se nachází protoplast, obvykle prostý vakuol s buněčnou mízou. Buňce chybí samostatné jádro, chromatofory, Golgiho aparát, mitochondrie a endoplazmatické retikulum.
Cytoplazma se dělí na centrální část - centroplazmu (nukleoplazmu) a barevnou periferní část - chromatoplazmu. Struktura centroplazmy - analogu jádra v modrozelených řasách - je blízká identickým strukturám bakteriálních buněk a výrazně se liší od struktury buněk s vytvořenými jádry.
Chromatoplazma obsahuje fotosyntetické lamelární struktury a pigmenty: chlorofyl a, karotenoidy a bichromoproteiny (modrý fykocyanin a alofykocyanin a červený fykoerythrin), které absorbují světlo v oblasti 540 - 630 nm, které je špatně využíváno všemi ostatními fotosyntetickými organismy (a červenými ). Díky unikátnímu a labilnímu složení pigmentů jsou kyanidy schopny absorbovat světlo různých vlnových délek.
Rezervní látky představují zrna glykogenu, volutinu a cyanofycinu. Mnoho modrozelených řas má ve své cytoplazmě plynové vakuoly.
Cyaneans se množí jednoduchým dělením binárních buněk, rozpadem kolonií, fragmentací filamentů na samostatné úseky stélku - hormony, schopné vyklíčit do nových thalli, stejně jako gonidie, koky, planokoky. Gonidia - malé buňky se sliznicí, oddělené od stélky nebo umístěné uvnitř endospor.
koky - jednobuněčné fragmenty talu, které nemají jasně definovanou schránku.
planokoky - malé nahé buňky schopné samostatného pohybu.
Mnoho vláknitých kyanidů tvoří z jedné, někdy i ze dvou nebo více sousedních vegetativních buněk spory (akinety), které slouží především ke snášení nepříznivých podmínek. Sporulace je charakteristická pro Nostocaceae a Chamesiphonidae, kteří produkují exo- a endospory, které slouží k reprodukci.
Sexuální proces a pohyblivé bičíkové formy a fáze vývoje u sinic nebyly identifikovány.
Modrozelené řasy jsou běžné ve sladkých i slaných vodách, na povrchu půdy, skal, v horkých pramenech, jsou součástí lišejníků. Spolu s bakteriemi cyanea obohacují půdu organickou hmotou a dusíkem, přispívají k eutrofizaci vodních ploch, jsou potravou pro zooplankton a ryby a lze z nich získat řadu cenných látek jimi produkovaných v procesu životní činnosti (aminokyseliny, vitamin B 12, pigmenty apod.) V období hromadného rozmnožování v nádržích, tzv. „rozkvětu“ vody, jsou některé kyanidy toxické pro vodní živočichy. Některé druhy lze použít jako potravu.
Modrozelené řasy se dělí do 3 tříd: Chroococcophyceae, Hamesiphonophyceae a Hormogoniophyceae. Klasifikace je založena na strukturálních rysech stélky a reprodukci kyanidů.
Třída Chroococcophyceae ( Chroococcophyceae)
Třída zahrnuje koloniální a jednobuněčné organismy. Kolonie jsou tvořeny převážně buňkami, které se po dělení nerozptýlí, méně často jejich slepením. Buňky v kolonii jsou uspořádány převážně náhodně. Nejsou rozlišeny na základny a vršky. Rozmnožují se vegetativně. Heterocysty, stejně jako endo- a exospory chybí. Ve třídě jsou 2 řády a 35 rodů.
Objednejte si Chroococcal (Chroococcales). Kombinuje rozšířené jednobuněčné a koloniální formy, volně plovoucí nebo ležící na substrátu. Někteří zástupci vedou připojený životní styl.
Rod Microcystis- jedná se o mikroskopické, obvykle beztvaré hrudky hlenu, ve kterých jsou ponořeny náhodně umístěné malé kulovité buňky. U mnoha druhů se buňky jeví pod mikroskopem téměř černé kvůli množství plynových vakuol, díky kterým tlusté střevo
vyplavou na hladinu vody. Obrysy hlenu této kolonie mohou být velmi rozmanité a někdy se v hlenu objevují zvláštní buňky, díky nimž se kolonie stávají síťkovanými (obr. 1.1).
Je známo asi 25 druhů rozšířených ve sladkých a mořských vodách i v půdě. V Bělorusku* bylo identifikováno 19 druhů a 26 odrůd. Nachází se v nádržích, jezerech a řekách. Nejběžnější jsou M. modrozelené (M. aeruginosa), M. Greville (M grevillei) a M. práškový (M pulverea). Některé druhy jsou toxické.
Třída Hormogoniophyceae ( Hormogoniophyceae)
Třída sdružuje mnohobuněčné řasy vláknité nebo trichomové formy, ve kterých jsou protoplasty sousedních buněk propojeny plasmodesmaty. Trichomy jsou holé nebo pokryté slizovými pochvami. Mnohé z nich jsou charakterizovány heterocystami. Reprodukce probíhá hormony, méně často akinetami. Třída má přes 10 řádů. Nejdůležitější z nich jsou oscilační a nostokální.
Oscilační řád(Oscillatoriales). Zahrnuje druhy, které mají jednořadé homocytické trichomy, které se skládají z identických buněk, s výjimkou apikální. Trichomy nemají heterocysty a jsou téměř vždy prosté spor, často jsou pohyblivé ve vegetativním stavu.
Většina vláknitých modrozelených řas patří do tohoto řádu.
Rod Oscillatoria zahrnuje druhy, které často tvoří modrozelené filmy pokrývající mokrou zem po dešti, podvodní předměty a rostliny, pokrývající bahnité dno a hladinu vody stojatých nádrží.
Oscilatorium se skládá z dlouhých vláken modrozelené barvy. Pozorováním konce nitě pod mikroskopem si můžete všimnout jejích oscilačních pohybů. Toto kmitání je doprovázeno otáčením závitu kolem vlastní osy a jeho translačním pohybem.
Při velkém zvětšení mikroskopu je zřejmé, že filamenta jsou složena z identických válcových buněk, s výjimkou apikálních, které se od ostatních tvarem poněkud liší (obr. 1.2).
Uvnitř buňky můžete vidět zrnité inkluze - zrna kyanofycinu, umístěné zpravidla podél příčných přepážek. Vlákno se reprodukuje rozpadem na samostatné úseky - hormony, které přerůstají do nových vláken.
Je známo více než 100 druhů. V Bělorusku bylo identifikováno 39 druhů a 49 odrůd. Žijí v bentosu a planktonu převážně sladkovodních útvarů, což někdy způsobuje, že „kvetou“. Připevňuje se k podvodním předmětům. Žijí v bahně
vlhkého písku nebo zeminy a nacházejí se také v odpadních vodách. V planktonu rybníků a jezer jsou nejčastější: O. lacustrine ( O. limnetica), O. planktonní (O. planctonica), O. špinavý (O. limosa), O. tenký (O. tenuis). O. štíhlý se vyskytuje všude na hromadách, kamenech a hladině stojatých vod. (O. formosa).
Objednejte Nostocal(Nostocales). Kombinuje hormogoniové řasy s heterocytickými nevětvenými vlákny nebo vlákny s falešným větvením (díky trichomu lámajícímu se do strany), často s akinetami. Trichomy se dodávají s pochvami nebo bez nich.
Rod Anabaena ze stejnojmenné čeledi je reprezentován jednotlivými nebo shromážděnými v nepravidelných shlucích trichomů. Trichomy jsou symetrické, složené z kulatých nebo soudkovitých vegetativních buněk se středními heterocystami, převážně volně plovoucí, rovné nebo zakřivené. Druhy Anabena se vyskytují jak v planktonu, tak v bentosu. Reprodukce je prováděna hormony, do kterých se vlákna rozpadají zpravidla na heterocysty. Hormogonie rostou pouze příčným dělením buněk. U těchto řas se navíc jednotlivé vegetativní buňky vlivem silného růstu mění v akinety (obr. 1.3). Akinety jsou mnohem větší než vegetativní buňky a vynikají svou jasně modrozelenou barvou na pozadí ostatních buněk, téměř černou z plynových vakuol. Obsah akinetů je obvykle zrnitý, což je ve většině případů způsobeno nahromaděním zrn cyanofycinu. Je známo asi 100 druhů, z toho 28 v Bělorusku. Nachází se ve sladkovodním planktonu, některé v brakických vodách a vlhkých půdách. Nejběžnější jsou A. Hassalya (A. hassalii), A. Šeremetěva (A. scheremetievii), A. proměnná (A. variabilis), A. spirála (A. spiroides), A. „kvetení“ vody (A. flos-aquae) atd.
Rod Nostoc vyznačující se složitými slizkými nebo želatinovými koloniemi různých velikostí (od mikroskopicky malých po velké, dosahující velikosti švestky) a tvaru, často kulovitého. Sliz obsahuje složitě propletená vlákna, podobně jako vlákna anabeny. Rozmnožuje se prostřednictvím hormonů. Stávají se mobilními a opouštějí mateřskou kolonii, jejíž hlen je do této doby rozmazaný. Po určité době pohybu se hormogonie zastaví, ztratí plynové vakuoly (u bentických druhů) a přerostou do spirálovitě stočených vláken. Poté v důsledku opakovaného dělení buněk hormogonia podélnými nebo šikmými přepážkami vzniká klikatý závit, charakteristický pro nostoky. Tato vlákna se pokrývají hojným hlenem a tím vzniká mladá kolonie (obr. 1.4). Pozorována je také sporulace, při které se mnoho vegetativních buněk mění v akinety, obvykle se jen málo liší tvarem a velikostí od vegetativních buněk.
Druhy Nostoc (více než 50, včetně 8 v Bělorusku) jsou rozšířeny ve vodních útvarech a na půdě. Některé druhy jsou jedlé. Typickým zástupcem rodu je N. švestkovitá (N. pruniforme), jsou uvedeny v Červené knize Běloruské republiky.
Rod Gloeotrichia zahrnuje druhy, u kterých jsou vlákna spojena běžným slizem do kulovitých nebo polokulovitých kolonií. Asymetrická vlákna ve tvaru metly uvnitř hlenu jsou uspořádána radiálně, mají rozšířené konce nesoucí heterocysty a akinety směřující dovnitř kolonie (obr. 1.5). Rozmnožuje se prostřednictvím hormonů. Je známo 15 druhů, včetně 3 v Bělorusku. Nacházejí se hlavně ve stojatých sladkovodních útvarech; zpočátku přichycena k podkladu, poté volně plavat; Z nich pouze dva druhy jsou planktonní organismy. Rozšířený G. plovoucí ( G. natans) a G. pisiform (G. pisum).
Úkoly
1. Prozkoumejte a načrtněte celkový pohled na kolonii Microcystis, několik jednotlivých buněk s plynovými vakuolami.
2. Umístěte kapku z baňky s oscilátorem na podložní sklíčko a prozkoumejte ji pod mikroskopem, nejprve při malém a poté při velkém zvětšení. Nakreslete část trichomu. Všimněte si válcovitého tvaru vegetativních buněk, zaobleného tvaru apikálních buněk, tenkého pektinového obalu, výrazně zbarvené periferní vrstvy cytoplazmy - chromatoplazmy a světlejší centroplazmy, zrn kyanofycinu.
3. Prozkoumejte a načrtněte vlákno anabeny. Označte vegetativní buňky plynovými vakuolami, heterocystami a akinetami.
4. Preparačními jehlami oddělte kousek hlenu od periferní části kolonie Nostoc, vložte jej do kapky vody na podložní sklíčko a prohlédněte pod mikroskopem. Načrtněte celkový pohled na část kolonie při malém zvětšení a samostatné vlákno při velkém zvětšení. Označte vegetativní buňky a heterocysty.
5. Prozkoumejte a načrtněte kolonii gleotrichií. Poté zničte kolonii, vezměte kousek hlenu obsahujícího vlákna gleotrichia a prozkoumejte ji pod mikroskopem. Všimněte si, že heterocysta leží na základně vlákna. Buňky, které tvoří vlákno, se při vzdalování od heterocysty ztenčují a nahoře se mění v bezbarvý vlas.
Otázky pro sebeovládání
1. Jak se sinice liší od fototrofních zelených a fialových bakterií stavbou těla, souborem pigmentů a typem fotosyntézy?
2. Jak se liší buněčná struktura modrozelených řas od buněčné struktury jiných organismů?
3. Jaké formy organizace thallusu a reprodukce jsou známy v Cyanea?
4. Jaké pigmenty a zásobní produkty se nacházejí v buňkách modrozelených řas?
5. Co je jedinečné na fotosyntetickém aparátu modrozelených řas?
6. Jaké jsou strukturální znaky a funkce heterocyst a akinet?
7. Jaký význam mají modrozelené řasy v přírodě a národním hospodářství?
1.5. ODDĚLENÍ EUGLENA ŘASY (EUGLENOPHYTA)
Oddělení zahrnuje mikroskopické jednobuněčné organismy vybavené jedním nebo dvěma bičíky a aktivně se pohybující. Tvar těla řasy euglena je protáhlý, oválný, elipsoidní nebo vřetenovitý. Neexistuje žádný celulózový obal; jeho roli hraje vnější zhutněná vrstva cytoplazmy – pelikula. Ty druhy, u kterých je pelikula měkká a elastická, mají schopnost měnit tvar těla. Málokterá řasa má vnější tvrdou skořápku, obvykle napuštěnou železitými solemi, která nedrží pevně k protoplastu. Počet a tvar chromatoforů jsou různé. Jsou vřetenovité, stuhovité, diskovité, hvězdicovité, lamelové. Zelená barva řas euglena je způsobena přítomností chlorofylů A A b. Kromě nich jsou přítomny karoteny a xantofyly. Rezervním produktem je paramylon, derivát glukózy; ukládá se na vnějších částech pyrenoidů vyčnívajících z chromatoforů ve formě schránek nebo v cytoplazmě ve formě malých zrn.
Na předním konci řasy euglena je prohlubeň často nazývaná hltan. Je výstupním koncem pro systém kontraktilních vakuol, ve kterých se hromadí tekutina s rozpuštěnými metabolickými produkty.
K pohybu řas euglena dochází v důsledku metabolických změn tvaru těla a pomocí bičíku.
K rozmnožování dochází podélným dělením buňky na polovinu v mobilním nebo imobilním stavu. Některé řasy euglena tvoří za nepříznivých podmínek klidové cysty se silnými schránkami. Sexuální proces nebyl prokázán.
Řasy Euglena jsou běžnými obyvateli malých sladkovodních vodních útvarů, které způsobují „kvetení“ vody, když se hromadně vyvinou. Pro tuto skupinu rostlin jsou charakteristické všechny tři hlavní typy výživy: fototrofní, saprotrofní a holozoické (požívání vzniklých částic organické hmoty nebo drobných organismů), někdy smíšené (mixotrofní).
Oddělení zahrnuje 1. třídu Euglenophyceae.
Třída Euglenophyceae (Euglenophyceae)
Třída sdružuje několik řádů, mezi nimiž jsou rozdíly založeny především na detailech stavby bičíkového aparátu.
Zástupci řádu Euglenales mohou být rody Euglena, Trachelomonas a Facus.
V řasách Euglena rod buňky jsou pohyblivé, vřetenovité, vejčité a stuhovité, válcovité, více či méně spirálovitě stočené. Přední konec je zúžený a zaoblený, zadní konec je špičatý, méně často zaoblený nebo s úzkým styloidním výběžkem (obr. 1.6). Na předním konci buňky je stigma, pulzující vakuoly a otvor hltanu, ze kterého vychází jeden z bičíků a druhý, krátký, se nachází uvnitř hltanu. Existuje jedno jádro, od jednoho do několika chromatoforů, s pyrenoidy nebo bez nich.
Je známo 155 druhů, rozšířených především v malých sladkovodních útvarech (kalužích, jezerech, řekách), bažinách a vlhké půdě. Některé druhy způsobují, že voda kvete zeleně nebo červeně. V Bělorusku je známo 25 druhů. E. greena se často vyskytuje ( E. viridis), E. spirogyra (E. spirogyra), E. acicularis (£. acus), E. caudate (E. caudata) atd. Euglenofyty mohou sloužit jako indikátory kvality vody.
zahrnuje volně plavající organismy s bičíkem a tvrdým domem. Charakteristickým rysem tohoto druhu je struktura domu. Domy mají různé tvary, obvykle hnědé barvy a v přední části mají otvor pro výstup lana (obr. 1.7). Stěny jsou hladké nebo s póry, papilami, granulemi a ostny. Chromatofory (dva nebo více) jsou zelené, s pyrenoidy nebo bez nich. Existují druhy bez chlorofylu - saprotrofy. Během reprodukce se buňka uvnitř domu rozdělí: jeden z dceřiných jedinců proklouzne dírou a vybuduje nový dům.
Je známo asi 200 druhů, v Bělorusku existuje 57 a 84 odrůd distribuovaných v malých vodách. Nejznámější jsou T. volvox ( T. volvocina), T. drobnokřídlý (T. hispida), T. ozbrojený (T. armata), T. oblongata (T. oblonga), T. vejčitý (T. ovata) atd.
U druhů druh facus (Phacus)(obr. 1.8) buňky jsou plošně stlačené, více či méně vývrtkově stočené, asymetrické, vejčité, oválné nebo kulovité, s jedním bičíkem, často s bezbarvým výběžkem řízení na zadním konci těla. Pelikula je hustá, bezbarvá, s pruhy nebo řadami granulí, papil nebo ostnů. Chromatofory jsou četné, malé, diskovitého tvaru, nástěnné, bez pyrenoidů. Existuje jedno jádro (obvykle v zadní části buňky). Protoplast obsahuje paramylonová zrna.
Je známo asi 140 druhů, rozšířených v malých stojatých nádržích nebo v pobřežních částech jezer a řek znečištěných organickými látkami. V Bělorusku se vyskytuje 18 druhů a 27 odrůd. Nejběžnější jsou F. dlouhoocasé (Ph. longicauda), F. jemnobublinkový (Ph. vesiculosum), F. kulatý (Ph. orbicularis), F. caudate (Ph. caudatus) atd.
Cvičení
Prohlédněte si mikroskop při velkém zvětšení a nakreslete buňky Euglena, Facus a Trachelomonas. Všimněte si strukturálních rysů domu, bezbarvého rovného procesu na facus a krku nebo trychtýře Trachelomonas, jádra, chromatofory a bičíku na předním konci těla. (Pro vyšetření bičíků je třeba obarvit přípravek 2% roztokem methylenové modři nebo jódu v jodidu draselném.)
Otázky pro sebeovládání
1. Jaké jsou strukturální rysy a životní styl euglenoidních řas?
2. Jaký význam mají někteří zástupci řas euglena pro charakterizaci stupně znečištění vod?
3. V jakých případech přechází řasa euglena na mixotrofní způsob výživy?
1.6. ODDĚLENÍ DINOPHYTOVÝCH ŘAS (DINOPHYTA)
Většina dinofytních řas má monádovou strukturu a jsou reprezentovány jednotlivými buňkami. Méně časté jsou améboidní, palmeloidní, kokoidní a vláknité formy. Vyznačují se dorzoventrálním tvarem těla: dorzální a ventrální strana jsou jasně vyjádřeny ve struktuře buněk a je jasně viditelný rozdíl mezi předním a zadním koncem těla.
Důležitou vlastností pro všechny dinofyty je také přítomnost dvou rýh v buňkách. Jedna z nich – příčná – pokrývá buňku prstencovitě nebo spirálovitě, ale neuzavírá se úplně, druhá – podélná – se nachází na ventrální straně buňky.
Buněčný obal nejprimitivnějších forem je hladký a tenký. periplast(kulovité tvary). Většina dinofytů je pokryta proud, skládající se z cytoplazmatické membrány, pod níž jsou v jedné vrstvě umístěny složky theca - zploštělé bubliny (vezikuly, cisterny) obklopené membránou.
Na břišní straně jsou připevněny dva bičíky různé délky, struktury a dokonce funkcí (jeden z nich je plavecký, druhý kormidlovací); jeden je téměř úplně skryt v příčné drážce, druhý vyčnívá z podélného žlábku a směřuje dozadu podél pohybu buňky. Mnoho jednobuněčných řas má tzv. hltan (druh trubice) a speciální slizovitá tělíska silně lámající světlo – trichocysty, umístěné v okrajové vrstvě cytoplazmy nebo v podélných řadách na vnitřním povrchu hltanu. Když se při pohybu dostanou do kontaktu s jinou řasou nebo zrnkem písku, trichocysty se uvolní ve formě dlouhých hlenovitých vláken, což způsobí křečovitý pohyb buňky.
Dinofytní řasy se vyznačují tzv. mesokaryotickým typem organizace buněk s jaderným aparátem, který si stále zachovává některé primitivní znaky. To se projevuje v chemickém složení chromozomů (nedostatek histonů) a jejich chování během mitózy, jejíž fáze jsou atypické; zejména chromozomy, špatně diferencované na délku kvůli absenci centromer, jsou neustále v kondenzovaném stavu a jsou zachovány v mezifázovém jádře. Jádro může mít jedno nebo více jadérek, která obvykle během dělení zmizí. Během mitózy jaderný obal nezmizí a vřeténka se nevytvoří.
Protoplast obsahuje chromatofory různých barev (olivový, hnědý nebo hnědý, žlutý, zlatý, červený, modrý, tmavě modrý). Barva je způsobena přítomností chlorofylů a a c, karoteny a, syntetizující organickou hmotu (pro srovnání vyšší rostliny jsou schopny absorbovat pouze 1-2 % slunečního záření) za vzniku koloběhu hmoty
Zelené řasy - jednobuněčné, koloniální a mnohobuněčné formy, různé struktury, zelené barvy. Produktem asimilace je škrob, mouka, olej. Existují jak pohyblivé formy s bičíky na předním konci buněk, tak imobilní, připojené nebo pasivně plovoucí. Rozmnožování je vegetativní, nepohlavní a pohlavní. Řada forem má střídavé nepohlavní a pohlavní rozmnožování. Zoospory a gamety se 2 nebo 4 bičíky umístěnými na předním konci. Sladkovodní a mořské řasy.
Oddělení pyrofytů zahrnuje velmi unikátní, jednobuněčné řasy. Jsou heterogenní skupinou. U naprosté většiny zástupců tohoto oddělení jsou ve struktuře buněk jasně vyjádřeny dorzální, břišní a laterální strany. Zvláště je třeba zmínit chloroplasty. Z hlediska pestrosti barev jsou pyrofyty na prvním místě mezi řasami. Chloroplasty jsou obvykle olivové, hnědé nebo hnědé barvy. Naprostá většina pyrofytických řas se vyznačuje bičíky. Produktem asimilace je škrob nebo olej a příležitostně leukosin a měny. Rozmnožování je převážně vegetativní. Nepohlavní rozmnožování je méně časté. Sexuální proces není spolehlivě znám. Pyrofytické řasy jsou rozšířeny ve vodních útvarech a žijí ve sladkých a brakických vodách a také v mořích.
Zlaté oddělení zahrnuje řasy, převážně mikroskopické, jejichž chloroplasty jsou zbarveny do zlatožluta. V závislosti na pigmentech může barva řas získat různé odstíny: od čistě zlatožluté až po zelenkavě žlutou a zlatohnědou. Při procesu fotosyntézy v buňkách zlatých řas vzniká místo škrobu speciální sacharid – leukocin. Žijí hlavně v čistých sladkých vodách. Malý počet z nich žije v mořích a slaných jezerech. Zlaté řasy jsou jednobuněčné, koloniální a mnohobuněčné. Mnoho druhů je vybaveno bičíky. Zlaté řasy se rozmnožují jednoduchým dělením buněk. Pozorována je i nepohlavní reprodukce.
Rozsivky jsou zcela zvláštní skupinou jednobuněčných organismů, žijících samostatně nebo sdružených v koloniích různých typů: řetězy, nitě, stuhy, hvězdy. Barva chloroplastů u řas rozsivek má různé odstíny žlutohnědé barvy v závislosti na souboru pigmentů. Během procesu fotosyntézy rozsivky produkují olej ve formě kapiček různých velikostí. Nejčastěji se rozsivky rozmnožují vegetativním buněčným dělením na dvě poloviny. Většina rozsivek se pohybuje podél substrátu tlačením dopředu, dozadu a mírně do strany. Rozsivky žijí všude. Jejich hlavním a primárním stanovištěm je vodní prostředí.
Do oddělení žlutozelených řas patří řasy, jejichž chloroplasty jsou zbarveny světle nebo tmavě žlutě, velmi vzácně zeleně a jen někdy modře. Tato barva je dána přítomností hlavního prvku v chloroplastech – chlorofylu. Jejich buňkám navíc chybí škrob a kapičky oleje se hromadí jako hlavní asimilační produkt, a to pouze v některých shlucích leukocinu a valucinu. Nacházejí se především v čistých sladkovodních nádržích, méně často v brakických vodách a mořích.
Charakteristickým znakem žlutozelených řas je přítomnost bičíků. Právě tato vlastnost kdysi sloužila jako základ pro označení této skupiny řas heteroflageláty. Kromě rozdílů v délce se zde bičíky liší i morfologicky: hlavní bičík se skládá z osy a na ní zpeřeně umístěných řasinkových chlupů, postranní bičíkovité. Žlutozelené řasy se rozmnožují prostým buněčným dělením nebo rozpadem kolonií a mnohobuněčných stélků na samostatné části. Pozorována je i nepohlavní reprodukce. Pohlavní proces je znám pouze u několika druhů.
Řasy Evilene jsou běžnými obyvateli malých sladkovodních vodních útvarů. Tvar těla řasy evilene je dobře přizpůsoben pohybu ve vodě. Pohyb ďábelských řas se provádí pomocí turniketu. Reprodukční proces u řasy evilene je obvykle pozorován večer nebo brzy ráno. Spočívá v rozdělení jednotlivce na dva.
Řasy Chorus jsou zcela unikátní velké rostliny, ostře odlišné od všech ostatních řas. Jsou rozšířeni ve sladkovodních rybnících a jezerech, zejména v těch s tvrdou, vápenatou vodou. Sada asimilačních pigmentů je podobná jako u zelených řas. Když se tyto buňky množí, jejich jádra se metabolicky dělí. Počet chromozomů odhalených v tomto případě se u různých druhů liší, od 6 do 70.
Modrozelené řasy jsou nejstarší skupinou organismů. Modrozelené řasy se nacházejí ve všech druzích biotopů, které jsou téměř nemožné, na všech kontinentech a ve všech druzích vodních ploch na Zemi. Jejich barva se liší od čistě modrozelené přes fialovou nebo načervenalou, někdy až po fialovou nebo hnědočervenou. Nejběžnějším typem reprodukce u modrozelených řas je buněčné dělení na dvě části. Modrozelené řasy se rozmnožují i jiným způsobem – tvorbou spór. Je známo, že většina modrozelených řas je schopna syntetizovat všechny látky svých buněk pomocí světelné energie. Oddělení modrozelených řas je považováno za nejstarší skupinu autotrofních rostlin na Zemi (primitivní buněčná struktura, absence pohlavního rozmnožování, bičíková stádia). Cytologicky jsou modrozelené řasy podobné bakteriím.
Hnědé řasy jsou mnohobuněčné organismy složité struktury, hnědé a modrohnědé barvy. Produktem asimilace jsou polysacharidy, olej. Hnědé řasy jsou nepohyblivé, přichycené formy. Rozmnožování je vegetativní, nepohlavní a pohlavní, se střídáním gametofytu a sporofytu. Během pohlavního rozmnožování se vyvíjejí izogamety, heterogamety nebo anterozoidy s vajíčky. Zoospory a gamety jsou vybaveny dvěma bičíky, umístěnými laterálně, nestejné délky a nasměrovanými různými směry. Hnědé řasy žijí převážně v moři, s výjimkou několika sladkovodních druhů.
Červené řasy jsou mnohobuněčné, velmi vzácně jednobuněčné, složité struktury, červené nebo namodralé barvy. U velké většiny červených řas zygota nevyklíčí hned v novou rostlinu, ale projde velmi složitou vývojovou cestou, než se z ní vytvoří nové spory, které vyklíčí do nových rostlin. Výtrusy se shromažďují v kompaktních skupinách zvaných cystocarpa, které mají často zvláštní skořápku. Cystokarp vždy úzce souvisí s rostlinou, na které došlo k oplození vajíčka a dalšímu vývoji.
Vrstvové rostliny jsou skupinou nižších rostlin, která zahrnuje bakterie, řasy, houby a lišejníky, a to na základě skutečnosti, že jejich tělo není rozlišeno na kořeny, stonky a listy a představuje pouze jednoduchou vrstvu nebo stélku. Řasy zahrnují několik oddílů primárně vodních (nižších) rostlin. Řasy jsou prastarými zástupci rostlinné říše. Jedná se o jednobuněčné a koloniální řasy, blízké nejjednodušším živočichům. Během procesu fylogeneze se řasy vyvinuly z jednobuněčných a koloniálních až po mnohobuněčné, složitě organizované formy, někdy dosahující délky až desítek metrů.
Systematicky jsou řasy sbírkou několika samostatných oddělení rostlin, nezávislých ve svém původu a vývoji. Rozdělení řas do sekcí se převážně shoduje s povahou jejich barvy a je spojeno se strukturálními rysy.
Tělo řas se nazývá stélka (thallus), protože neobsahuje diferencované tkáně ani vegetativní orgány. Mezi řasami jsou jednobuněčné, koloniální a mnohobuněčné organismy. Rozdíly ve stavbě těla řas, které jsou základem jejich klasifikace, se týkají souboru pigmentů, stavby buněčné stěny, charakteru rezervních živin atd.
Způsoby rozmnožování jsou vegetativní, asexuální a sexuální.
Vegetativní rozmnožování u jednobuněčných organismů nastává buněčným dělením, u koloniálních organismů - rozpadem kolonie, u mnohobuněčných organismů - částmi stélky a někdy tvorbou speciálních orgánů vegetativního rozmnožování (například uzliny u characeae) .
Vlastní nepohlavní rozmnožování se provádí pomocí zoospor nebo spor - jednobuněčných útvarů, které vznikají uvnitř vegetativních buněk nebo ve speciálních orgánech - zoosporangii nebo sporangii dělením jejich obsahu. Brzy po vstupu do vody otvory ve stěně sporangia zoospory odhodí bičíky, pokryjí se buněčnou membránou a vyklíčí v nového jedince.
Sexuální proces probíhá v různých formách: izo-, hetero- a oogamie. Iso- a heterogamety se tvoří v obyčejné vegetativní buňce, vajíčka - v oogonia, spermie - v antheridia. Existuje jedno nebo několik vajíček a existuje mnoho spermií. U některých řas je sexuální proces pozorován ve formě somatogamie (konjugace) - fúze protoplastů dvou vegetativních buněk. Konečným výsledkem kterékoli z výše uvedených forem sexuálního procesu je vytvoření zygoty (2n). Po určité době klidu se ze zygoty vytvoří zoospory, které dají vzniknout novým jedincům, nebo zygota okamžitě vyklíčí v nového nehybného jedince.
Jedinci, kteří tvoří spory, jsou sporofyti a ti, kteří tvoří gamety, jsou gametofyty (mohou být bisexuální nebo dvoudomé). Většina řas jsou nezávislé rostliny. U některých druhů se však výtrusy a gamety tvoří na stejných rostlinách, nazývají se sporogametofyty. Sporofyt a gametofyt mohou mít stejnou strukturu - izomorfní změna generací nebo odlišná - heteromorfní změna generací.
Nástup nepohlavního nebo pohlavního rozmnožování u řas závisí na vnějších podmínkách, proto u většiny druhů v životním cyklu nedochází k pravidelnému střídání sporofytu a gametofytu, tedy k pravidelné změně jaderných fází (diploidní a haploidní).
Význam řas. Řasy hrají v přírodě velmi důležitou roli. Žijí v mořích a oceánech, vytvářejí procesem fotosyntézy značné množství organické hmoty a také kyslíku a představují počáteční článek potravních řetězců různých vodních organismů. V mořích je pozorováno masivní rozšíření řas v hloubkách až 30 m, avšak nejodolnější hnědé a červené řasy dosahují hloubek 100-200 m.
Řasy se účastní cyklu vápníku a křemíku. Řasy schopné koncentrovat uhličitan vápenatý ve svém těle (hlavně červené, zelené (sifon) a modrozelené řasy) spolu s korály jsou stálými staviteli útesů. Útesy nebo podvodní skály jsou obrovské geologické útvary vytvořené živými organismy. Například Velký bariérový útes se táhne v délce téměř 2 tisíce km podél severovýchodního pobřeží Austrálie.
Řasy žijící v půdě se aktivně podílejí na tvorbě půdy a zvyšují úrodnost půdy. Řasy vázající dusík akumulují dusík v půdě. Některé druhy zelených řas jsou součástí složitých organismů – lišejníků. Některé druhy, které přicházejí spolu s bakteriemi na neplodné substráty, se stávají průkopníky v jejich kolonizaci.
Některé řasy se spolu s heterotrofními organismy podílejí na samočištění vodních ploch, znečištěných vod a odpadních vod.
Řasy jsou hodnotné potraviny a dietní produkty: jsou bohaté na bílkoviny, vitamíny a mikroelementy, zejména soli jódu a bromu. Kelp (mořská kapusta) se tedy doporučuje konzumovat při dysfunkci štítné žlázy, jako prevence aterosklerózy.
Z některých řas se vyrábí různá potravinářská aditiva, určená k obohacení běžné stravy moderního člověka o látky nezbytné pro zdraví.
Některé hnědé řasy se používají ke krmení domácích zvířat a jako hnojivo.
Agar-agar a algin, široce používané v mnoha průmyslových odvětvích, se získávají z mořských řas. Agar-agar, získaný z červených řas, se používá v mikrobiologii k přípravě médií pro kultivaci mikroorganismů. Algin a algináty získané z hnědých řas mají adhezivní vlastnosti. Přidávají se do potravinářských výrobků, do tablet při výrobě léků a používají se při činění kůží, při výrobě papíru a tkanin. Algináty se používají k výrobě rozpustných nití používaných v chirurgii.
Jeden z moderních systémů klasifikuje osm typů (divizí) království protista (Protista) jako „řasy“; tento přístup však není uznáván všemi vědci.
Zelené řasy
Zelené řasy mají barvu zelené trávy (ačkoli barva se může lišit od světle žluté po téměř černou) a jejich fotosyntetické pigmenty jsou stejné jako u běžných rostlin. Většina z nich jsou mikroskopické sladkovodní formy. Mnoho druhů roste na půdě a vytváří na jejím vlhkém povrchu plstnaté povlaky. Mohou být jedno- nebo vícebuněčné, tvoří vlákna, kulovité kolonie, struktury podobné listům atd. Buňky jsou pohyblivé (se dvěma bičíky) nebo nepohyblivé. Pohlavní rozmnožování má různé úrovně složitosti v závislosti na druhu. Bylo popsáno několik tisíc druhů. Buňky obsahují jádro a několik jasně definovaných chloroplastů. Rozšířený je rod Spirogyra – vláknité řasy, které tvoří dlouhá vlákna bahna v potocích a studených řekách. Na jaře plavou v lepkavých žlutozelených shlucích na hladinách rybníků.
Desmidiaceae- jednobuněčné zelené řasy, které preferují měkkou bažinatou vodu; jejich buňky se vyznačují bizarním tvarem a nádherně zdobeným povrchem. U některých druhů jsou buňky spojeny do vláknitých kolonií.
Červené řasy(fialová).
Většina z nich jsou mořští listnatá, křovitá nebo inkrustující makrofyta, která žijí pod hranicí odlivu. Jejich barva je převážně červená kvůli přítomnosti pigmentu fykoerythrin, ale může být fialová nebo namodralá. Některé šarlatové ryby se nacházejí ve sladké vodě, hlavně v potocích a čistých, rychlých řekách. Lemanea je kartáčovitá forma, která často roste v rychle tekoucích řekách a vodopádech, kde jsou její stélky připevněny ke skalám. Irský mech je běžným mořským makrofytem. Fialové rostliny netvoří pohyblivé buňky. Jejich sexuální proces je velmi složitý a jeden životní cyklus zahrnuje několik fází.
Tvoří oddělení (kmen) Phaeophyta protistské říše.
Téměř všichni jsou obyvateli moře. Pouze několik druhů je mikroskopických a mezi makrofyty se nacházejí největší řasy na světě. Do poslední skupiny patří řasa, makrocystis, fucus, sargassum a lekce („mořské palmy“), které jsou nejhojnější podél pobřeží studených moří. Všechny hnědé řasy jsou mnohobuněčné. Jejich barva se mění od zelenožluté po tmavě hnědou a je způsobena pigmentem fukoxantinem. Pohlavní rozmnožování je spojeno s tvorbou pohyblivých gamet se dvěma postranními bičíky.
Rozsivky (rozsivky) jsou sloučeny do třídy Bacillariophyceae, která je ve zde použité klasifikaci zahrnuta spolu se zlatými a žlutozelenými řasami do oddělení (kmene) Chrysophyta říše protistů.
Rozsivky jsou velmi velkou skupinou jednobuněčných mořských a sladkovodních druhů. Jejich barva se pohybuje od žluté po hnědou díky přítomnosti pigmentu fukoxanthinu. Protoplast rozsivek je chráněn krabicovitým křemičitým (skleněným) obalem - obalem sestávajícím ze dvou chlopní. Tvrdý povrch chlopní je často pokryt složitým vzorem tahů, tuberkul, důlků a hřebenů charakteristických pro tento druh. Tyto skořápky patří mezi nejkrásnější mikroskopické objekty a jasnost jejich vzoru se někdy používá k testování rozlišovací schopnosti mikroskopu. Kromě buněčného dělení na dvě části je známá také sexuální reprodukce. Mnoho rozsivek jsou volně plavající formy, ale některé jsou přichyceny k podvodním objektům slizkými nohami. Někdy jsou buňky spojeny do vláken, řetězců nebo kolonií. Jejich mohutné nahromadění se časem zhutní do porézní horniny – diatomitu.
Bičíkovci.
Tyto organismy jsou díky své schopnosti „živočišné“ výživy a řadě dalších důležitých vlastností dnes často řazeny do podříše prvoků (Protozoa) říše protistů, ale lze je považovat i za oddělení (typ) of Euglenophyta ze stejné říše, která není zahrnuta do prvoků. Všichni bičíkovci jsou jednobuněční a pohybliví. Buňky jsou zelené, červené nebo bezbarvé. Některé druhy jsou schopné fotosyntézy, zatímco jiné (saprofyty) absorbují rozpuštěnou organickou hmotu nebo dokonce požívají pevné částice. Pohlavní rozmnožování je známo pouze u některých druhů. Běžným obyvatelem rybníků je Euglena, zelená řasa s červeným „okem“. Plave pomocí jediného bičíku a je schopen jak fotosyntézy, tak se živí hotovou organickou hmotou. Tyto jednobuněčné bičíkovité organismy jsou také často klasifikovány jako prvoci, ale lze je také klasifikovat jako samostatné oddělení (kmen) Pyrrophyta říše protistů. Většinou jsou žlutohnědé, ale mohou být i bezbarvé. Jejich buňky jsou obvykle pohyblivé; Buněčná stěna u některých druhů chybí a někdy má velmi bizarní tvar. Pohlavní rozmnožování je známo pouze u několika druhů. Mořský rod Gonyaulax je jednou z příčin „červeného přílivu“: podél pobřeží může být tak hojný, že voda získá neobvyklou barvu. Tato řasa produkuje toxické látky, které někdy vedou k úhynu ryb a měkkýšů.
Dnes je zvykem ty zlaté spojovat do oddělení (kmen) Chrysophyta, ale lze je považovat i za samostatný oddíl (kmen) Xanthophyta říše protistů.
Tvarem jsou podobné zeleným řasám, liší se však převahou specifických žlutých pigmentů. Jejich buněčné stěny se někdy skládají ze dvou polovin, které do sebe zapadají, a u vláknitých druhů mají tyto chlopně v podélném řezu tvar písmene H. Pohlavní rozmnožování je známé pouze v několika formách.
Charovaya (paprsky)- mnohobuněčné řasy.
Jejich barva se liší od šedozelené po šedou. Buněčné stěny jsou často inkrustovány uhličitanem vápenatým, takže mrtvé characeae se podílejí na tvorbě opukových usazenin. Tyto řasy mají válcovitou, stonkovitou hlavní osu, z níž v přeslenech vybíhají postranní výhony podobné listům rostlin. Characeae rostou svisle v mělké vodě, dosahují výšky 2,5-10 cm.
Reprodukce. Tím, že se řasy přizpůsobily nejrůznějším vnějším podmínkám, zajistily své široké rozšíření. Nacházejí se všude: v mořích, oceánech, sladkovodních útvarech, ve sněhu a horkých pramenech, v půdě, na kůře stromů, na skalách atd. Některé řasy existují v symbióze s bezobratlými živočichy, stejně jako s houbami, tvoří lišejníky.
Řasy, které se šíří po celém světě, tvoří různé ekologické skupiny - společenstva nebo cenózy, které lze kombinovat do dvou skupin: společenstva řas žijících ve vodě a společenstva řas žijících mimo vodu.
Bez ohledu na povahu nádrže (řeka, rybník, moře) lze v jejích hranicích obvykle rozlišit mikroskopické řasy plovoucí ve vodním sloupci (fytoplankton), stejně jako makro- a mikroskopické řasy rostoucí (alespoň na počátku života). ) na dně nebo ponořené do vody na předměty (kameny, jiné rostliny nebo zvířata). Řasy druhé skupiny tvoří fytobentos.
Fytoplankton, stejně jako všechny řasy, které žijí mimo vodu: jsou zastoupeny mikroskopickými formami z oddělení modrozelených, zelených), zlatých a rozsivek. Celková hmotnost fytoplanktonu ve sladkých vodních útvarech a mořích je obrovská, i když nikdy nezahrnuje velké řasy. Pokud jde o fytobentos, často se skládá z makroskopických rostlin, které tvoří celé podvodní „louky“ (chara, nitella - ve sladkých vodních útvarech), „pole“ nebo „lesy“ (phyllophora, chaluha - v mořích).
Mořský a sladkovodní fytobentos se liší složením řas.
Sladkovodnímu fytobentosu dominují zelené, rozsivky a modrozelené řasy. Mořský fytobentos tvoří převážně hnědé a červené řasy zelené a zejména modrozelené řasy jsou jim druhově výrazně horší.