Úplně prvními rostlinami na naší planetě byly jednobuněčné řasy. V této lekci se dozvíme, jakou mají strukturu a jak se jednobuněčné řasy rozmnožují. Podívejme se na rysy společné pro řasy, jako je přítomnost chromatoforu a schopnost fotosyntézy.
Vědci se domnívají, že zelené řasy daly vzniknout všem vyšším rostlinám. Převážně řasy lze nalézt v nádržích, ale existují druhy, které rostou na vlhké půdě, na sněhu a dokonce i na kůře stromů.
Obecná charakteristika řas
Řasy patří k nejnižší rostliny, to znamená, že nemají specializované orgány. Jejich tělo se nazývá “stélka” nebo “stélka“.
Thallus je tělo nižších rostlin (řasy, houby), nerozdělené na stonek a listy. Nazývá se také thallus.
Řecké slovo „thallos“ se překládá jako „větev“; zdá se, že tyto rostliny se skládají výhradně z jedné větve.
Řasy nemají květy, stejně jako kořeny, stonky a listy. Řasy také nemají semena. Rozmnožují se buněčným dělením nebo sporami. Někdy se také rozmnožují vegetativně: Pokud je stélka rozdělena na fragmenty, z každého může vyrůst nová rostlina.
Buňky řas obsahují organely charakteristické pro rostlinné buňky – plastidy. Pro řasy jsou charakteristické plastidy tzv chromatofory. Chromatofor obsahuje zelené barvivo chlorofyl, s jehož pomocí dochází k fotosyntéze.
Řasy absorbují oxid uhličitý a produkují kyslík. Vytvářejí většinu zemského kyslíku. V dávných dobách vytvářely řasy spolu s modrozelenými bakteriemi atmosféru vhodnou pro život jiných živých organismů.
Buňky řas akumulují živiny vzniklé během fotosyntézy. Řasy jsou důležitou součástí potravního řetězce pro vodní organismy. Někdy tvoří skutečné lesy, ve kterých se „pasou“ mořská zvířata a ryby.
Lidé také používají řasy k jídlu, k výrobě léků a čištění odpadních vod.
Řasy se obvykle dělí na zelené, červené a hnědé řasy. Mezi zelenými řasami existují jednobuněčné i mnohobuněčné organismy; mezi červenými jsou jednobuněční zástupci velmi vzácní. Hnědé řasy jsou pouze mnohobuněčné.
Jednobuněčná řasa Chlamydomonas
Jednobuněčné řasy jsou nejjednoduššími zástupci těchto rostlin. Právě oni „ovládli“ nejen vodní prostředí, ale i pevninu. Pojďme je lépe poznat.
V létě můžete na vodní hladině často vidět něco jako zelený film. Lidé obvykle říkají, že voda „kvete“, ale tento jev nemá nic společného s květinami. Květiny jsou vyšší rostliny, krytosemenné rostliny a četné řasy způsobují, že voda „kvete“. Pokud naberete trochu vody z nádrže, najdete v ní nejjednodušší jednobuněčné řasy.
Chlamydomonas a chlorella se nejčastěji vyskytují ve sladkovodních útvarech.
Jméno chlamydomonas pochází z řeckých slov „chlamys“ (oděv, plášť) a „monad“ (jednotka). Lze je vidět bez speciálního vybavení, vypadají jako zelené tečky. Pod mikroskopem připomínají zelené brouky s dlouhými tykadly.
Ale to vůbec nejsou brouci! Chlamydomonas se skládá výhradně z jedné buňky.
Jaká je struktura Chlamydomonas?
Podívejme se na obrázek 1. Jak vidíme, Chlamydomonas je pokryta hustou skořápkou (stejným „pláštěm“). V buňce lze rozlišit vakuoly, cytoplazmu a jádro. Hlavní část buňky zabírá velký plastid, který obsahuje chlorofyl a další pigmenty a také ukládá živiny. Tento plastid se nazývá chromatofor (v řečtině toto slovo znamená „nositel světla“).
Chromatofor je intracelulární organela v rostlinách a mikroorganismech obsahující pigment.
I v buňce lze rozlišit zaoblené červené těleso červené barvy, podobné jinému jádru. Ale ačkoli jsou podobné, funkce, které plní, jsou zcela odlišné. Červené tělo se nazývá „oko“ nebo „stigma“; obsahuje speciální pigment, který reaguje na světlo. S jeho pomocí Chlamydomonas „cítí“ zdroj světla.
Chlamydomonas se pohybuje vodním sloupcem, pohybuje bičíky a zdá se, že něco hledá. Pokud umístíte zdroj světla k podložnímu sklíčku, můžete vidět, jak Chlamydomonas spěchá, aby se přiblížil ke světlu. Proč potřebují světlo?
Ve světle je u řas možný proces fotosyntézy. Produkují organické látky, které využívají ke své výživě.
Chlorella
Obrázek 1 ukazuje Chlamydomonas a další jednobuněčnou řasu Chlorella. Buňky chlorelly jsou velmi malé a mají kulovitý tvar. Pod skořápkou je cytoplazma s jádrem a téměř celá cytoplazma je obsazena chromatoforem.
Chlorellu lze nalézt jak v nádržích, tak ve vlhkých oblastech půdy, na kůře stromů a na plotech. Chlorella potřebuje k životu velmi málo vlhkosti, potřebuje pouze déšť a rosu. Co se stane, když dlouho neprší? Zemře Chlorella?
Ne, suchozemské řasy neumírají na nedostatek vláhy. V klidovém stavu zamrznou a čekají na nové zdroje vody.
Rozmnožování jednobuněčných řas
Na obrázku 2 můžete vidět dva způsoby reprodukce Chlamydomonas. Za příznivých podmínek se rozmnožují nepohlavně. Chlamydomonas svléká bičíky a stává se kulatější. Jádro se rozdělí a pod skořápkou se vytvoří 2, 4 nebo 8 buněk zcela identických s dospělým jedincem. Mají bičíky. Pak se skořápka kolem nich rozbije az jednoho Chlamydomonas se získá několik.
Malé chlamydomonas (v této fázi se nazývají zoospory) se od mateřské buňky liší pouze velikostí.
Pokud se řasa ocitne v nepříznivých podmínkách (například málo vody, světla apod.), proces rozmnožování probíhá jinak. Pod mateřskou buněčnou membránou se nachází mnoho malých buněk tzv gamety. Gamety se uvolňují do vody, kde se v párech spojují s gametami jiných buněk.
Dvě gamety se spojí a vytvoří zygota. Zygota je pokryta hustou membránou a je schopna odolávat nepříznivým podmínkám. Když se změní k lepšímu, zygota se otevře a z ní vzniknou nové zoospory, které pak vyrostou a změní se v dospělé chlamydomonas. Dvě gamety produkují jednu zygotu a čtyři zoospory.
Vlastnosti reprodukce chlorelly
Chlorella se rozmnožuje pouze nepohlavně.
Buňky chlorelly se dělí uvnitř obalu mateřské buňky, pak se rozpadne a mladé buňky vyjdou ven. Chlorella netvoří zoospory, gamety ani zygoty. Pokud se ocitne v nepříznivých podmínkách, buňky se promění v cysty. Cysty (z řeckého „bublina“) jsou pokryty hustou membránou. Pod touto membránou jsou buňky ve stavu klidu.
Chlorella se velmi rychle množí. Pokud umístíte 1 gram chlorelly do příznivých podmínek, po dni jich bude již 10 gramů a po třech dnech se 1 gram promění v celý kilogram řasy. U chlorelly přitom probíhá velmi rychle proces fotosyntézy a biomasa chlorelly je bohatá na bílkoviny. Lidé využívají tuto vlastnost: extrahují bílkoviny z chlorelly a používají je k výrobě doplňků stravy a krmiva pro zvířata.
A do vesmíru letěla i chlorella! Používají se v kosmických lodích pro regeneraci kyslíku.
Zlaté řasy (Chrysophyceae), třída heterobičíkatých řas. Jednobuněčné a koloniální, převážně mobilní organismy. Buňky jsou ohraničeny buněčnou membránou a jsou obvykle lysé. Většina zlatých řas je vybavena 2 nestejnými bičíky na předním konci. Chloroplasty mají různé tvary a obsahují chlorofyly a, c1, c2 a karotenoidy. Mnoho zlatých řas má stigma. Mnoho druhů je spolu s fotosyntézou schopno heterotrofní výživy. Rozmnožování je převážně vegetativní a nepohlavní. Zlaté řasy jsou typickými zástupci planktonu a bentosu sladkovodních útvarů. Vyskytuje se na všech kontinentech kromě Antarktidy. Když se vyvinou hromadně, mohou způsobit „kvetení“ vody.
Orgánové soustavy
Bioluminiscenční systém dinofytních řas
Bioluminiscenční systém dinofytních řas, soubor proteinů a malých organických molekul, které umožňují některým zástupcům dinofytních řas (dinoflageláty) vyzařovat světlo. Klíčové složky systému: luciferin, luciferáza a u některých druhů protein vázající luciferin. U některých druhů je bioluminiscenční systém lokalizován uvnitř buněk ve speciálních organelách – scintilionech. Luminiscence některých dinoflagelátů je spojena s cirkadiánními rytmy. Bioluminiscenční systém dinofytních řas je poměrně málo prozkoumán a metoda chemické syntézy luciferinu není vyvinuta a z těchto důvodů je v praktických aplikacích pro biomedicínský výzkum málo využívána.
Řasy, chromisté
Rozsivky
Rozsivky (Bacillariophyta), dělení řas. Jednobuněčné, méně často koloniální organismy. Hlavními pigmenty jsou chlorofyly a a c a také různé karotenoidy, které dodávají buňkám hnědožlutou barvu. Charakteristickým rysem rozsivek je křemičitá skořápka obklopující buňku. Autotrofní fotosyntetické organismy, schopné v některých případech přejít na heterotrofní a mixotrofní výživu. Rozmnožují se jednoduchým dělením buněk a pohlavně. Rozsivky čítají asi 300 rodů; počet moderních a fosilních druhů je od 12 do 25 XNUMX. Rozsivky žijí v mořských a sladkých vodních útvarech, v půdě, v horkých pramenech a na ledu, ve všech zeměpisných šířkách. Jejich role je zvláště velká ve fytoplanktonu moří vysokých a mírných zeměpisných šířek. Slouží jako indikátory stavu nádrží. Ve stratigrafii jsou fosilní rozsivky indikátory stáří sedimentárních hornin. Spolehlivé zbytky rozsivek jsou známy z raně křídových nalezišť. Shluky chlopní rozsivek tvoří křemičitou horninu – diatomit.
Řasy, chromisté
Volvoxidae
Volvocales, řád zelených řas. Jednobuněčné (Chlamydomonas) a koloniální (Volvox) organismy, pohyblivé ve vegetativním stavu. Kolonie jsou kulovité, elipsoidní, paketovité, obsahující několik až desítky tisíc buněk, které jsou umístěny ve společné sliznici, spojené bočními stěnami nebo protoplazmatickými provazci; u vysoce organizovaných volvoxidů (Volvox) se rozlišují na vegetativní (plnící funkce výživy a pohybu) a reprodukční (provádějící rozmnožování) buňky. Asi 110 rodů (1000 druhů); typickými zástupci planktonu čerstvých, převážně malých, vysychajících nádrží. Ve vodách bohatých na organickou hmotu způsobuje masivní rozvoj Volvoxidae květy řas.
Navicula (Navicula), rod rostlin, rozsivky tř. Bacillariaphyceae. Asi 500 druhů, široce rozšířených ve všech typech sladkovodních a mořských ekosystémů. Typovým druhem je Navicula tripunctata. Buňky jsou osamocené, se dvěma chloroplasty, zřídka v koloniích. Plášťové chlopně jsou kopinatého nebo lineárního tvaru, zužující se ke koncům, s charakteristickým štěrbinovitým stehem. Protáhlé otvory pláště, pokryté zevnitř tenkou perforovanou vrstvou oxidu křemičitého, tvoří jednotlivé tahy.
Řasy, chromisté
Chlamydomonas
Chlamydomonas, rod rostlin, jednobuněčná řasa řádu Volvox. Buňky jsou pohyblivé, se 2 bičíky a hladkou membránou. Nepohlavní rozmnožování rozdělením na 2–8 zoospor. Sexuální proces je hologamie, izogamie, heterogamie, méně často oogamie. Více než 500 druhů; v Rusku je jich asi 100. Některé druhy se mohou vyvíjet na povrchu sněhu a ledu a přimět je „rozkvést“. Většina z nich jsou obyvatelé malých, dobře vytápěných, znečištěných sladkovodních útvarů. Používají se v čistírnách odpadních vod a jako laboratorní výzkumné objekty.
- Vědecký a vzdělávací portál “Velká ruská encyklopedie”
Osvědčení o registraci hromadných sdělovacích prostředků EL č. ФС77-84198,
vydané Federální službou pro dohled nad komunikacemi, informačními technologiemi a hromadnými komunikacemi (Roskomnadzor) dne 15. listopadu 2022.
ISSN: 2949-2076 - Zakladatel: Autonomní nezisková organizace „Národní vědecké a vzdělávací centrum „Velká ruská encyklopedie“
Šéfredaktor: Kravets S.L.
Telefon redakce: +7 (495) 917 90 00
E-mailem Redakční e-mail: secretar@greatbook.ru
- © ANO BRE, 2022 – 2023. Všechna práva vyhrazena.
- Podmínky použití informací. Veškeré informace zveřejněné na tomto portálu jsou určeny pouze pro osobní potřebu a nejsou předmětem další reprodukce.
Mediální obsah (ilustrace, fotografie, videa, zvukové materiály, mapy, naskenované obrázky) lze použít pouze se svolením držitelů autorských práv. - Podmínky použití informací. Veškeré informace zveřejněné na tomto portálu jsou určeny pouze pro osobní potřebu a nejsou předmětem další reprodukce.
Mediální obsah (ilustrace, fotografie, videa, zvukové materiály, mapy, naskenované obrázky) lze použít pouze se svolením držitelů autorských práv.
