Размножение водорослей – это процесс воспроизведения растительных особей на основе реализации их генетического материала.
Закономерности размножения водорослей
Для всех представителей низших растений (водорослей) характерно бесполое и полове самовоспроизведение. При этом бесполое размножение включает в себя вегетативное и собственно бесполое размножение.
Вегетативное размножение – это тип бесполого размножения, при котором воспроизведение особей происходит с использованием частей родительского растительного организма.
Водоросли используют вегетативное размножение достаточно часто и для многих форм низших растений именно этот тип самовоспроизведения является преобладающим.
Для водорослей характерны следующие типы бесполого размножения:
- простое деление надвое. Этот процесс реализуется путем перешнуровки одноклеточных водорослей. Преимуществом подобного типа размножения является тот факт, что в его процессе сохраняется возможность равномерного распределения всех компонентов материнской клетки между двумя дочерними организмами, в том числе и покровов. Например, во время такого деления пелликула эвглены полностью делится на две особи и сохраняет собственную целостность;
- распад колоний на отдельные части, которые впоследствии дают начало новым колониям;
- фрагментация слоевищ. Эта разновидность бесполого размножения дает возможность воспроизвести новые растения с сохранением материнской особи. Фрагментация также является одним из наиболее быстрых способов размножения, характерных для всех групп водорослей.
Также целесообразно отметить тот факт, что некоторые группы водорослей имеют специфические оригинальные приспособления для осуществления процесса вегетативного размножения. К ним относят: клубеньки харовых водорослей, акинеты сине-зеленых водорослей и столоны бурых низших растений.
Акинеты – это специализированные клетки с утолщенными оболочками, а также большим запасом питательных веществ, благодаря которым водоросли могут не только размножаться, но и переживать неблагоприятные условия среды.
Различные типы размножения водорослей
Собственно бесполое размножение водорослей реализуется при помощи спор. Они образуются путем преобразования протопласта недифференцированной материнской клетки и дифференцированного спорангия. Споры могут обладать свойством подвижности (зооспоры) и быть неподвижными. В ходе собственно бесполого размножения организм возникает из гаплоидной клетки. Благодаря такому способу размножения водоросли достаточно быстро воспроизводят себе подобных, но не вносят в свои популяции генетического разнообразия.
Кроме того, по способу образования различают:
- конидии (экзоспоры), возникающие как вырост протопласта на вершине клетки в ходе ее поперечного деления с последующим отчленением;
- зооспоры (эндоспоры), возникающие внутри специализированных спорангиев.
В цикле развития водорослей также присутствует половой процесс. Он сопровождается слиянием двух гаплоидных клеток (гамет) различных по половому соотношению. При этом образуется зигота, имеющая диплоидный набор хромосом, а также дающая начало новому организму.
Половой процесс также делится на несколько типов:
- хологамия или слияние двух подвижных клеток, лишенных клеточной оболочки.
- изогамия или слияние гамет, одинаковых по величине, подвижности и строению;
- гетерогамия или анизогамия – процесс слияния гамет разных размеров, но одинаковой формы. Этот тип полового процесса характерен доя бурых и зеленых водорослей;
- оогамия или половой процесс, при котором подвижная гамета сливается (сперматозоид) с более крупной неподвижной (яйцеклеткой). Сперматозоиды образуются в антеридиях, а яйцеклетки в оогониях. Такой процесс наиболее четко сочетается с традиционным пониманием полового размножения, принятого в общебиологическом знании.
Итогом слияния гамет всегда является образование диплоидной зиготы, которая прорастает сразу после наступления периода покоя.
Многие водоросли также могут развиваться с помощью полового процесса без оплодотворения, который называется партеногенезом. Женские гаметы при этом именуют азиготами. Вопреки расхожему мнению, партеногенез для растительных организмов является таким же типичным процессом, как и для животных.
Особенным типом полового процесса у водорослей признают автогамию, характерную, например, для диатомовых водорослей. Ядро диплоидной клетки делится на 4 части (гаплоидных ядра). Два из них в последствии разрушаются, а оставшиеся сливаются в диплоидное ядро, которое дает зиготу. Зигота увеличивается в размерах достаточно резко и становится ауксоспорой.
Следует отметить тот факт, что половое и бесполое размножение закономерно чередуются в жизненном цикле водорослей, образуя единую слаженную систему. В связи с оригинальностью сочетания обоих типов размножения внутри жизненного цикла водоросли выделяют несколько его разновидностей: гаплоидный (зиготический) жизненный цикл отличается тем, что единственной диплоидной стадией в нем является зигота. Подобный жизненный цикл характерен для вольвоксовых, а также для некоторых других групп колониальных водорослей; диплоидный (жизненный цикл) отличается тем, что единственной гаплоидной стадией внутри него признают гаметы. К водорослям с таким жизненном цикле относятся, например, зеленые сифоновые, диатомовые, циклоспоровые водоросли из бурые; спорический жизненный цикл предполагает чередование бесполого (спорофита) и полового поколения (гаметофита). Гетероморфная смена есть у бурых, встречается у зеленых и красных водорослей.
Рисунок 1. Размножение водорослей. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Для некоторых водорослей характерна такая смена форм развития, при которой плоидность таллома далеко не всегда коррелирует со способом размножения. Спорофиты не всегда являются диплоидными, а могут обнаруживать гаплоидный набор хромосом. Различные внешние влияния могут способствовать тому, что из жизненного цикла растений выпадают какие-либо отдельные стадии.
