Jak probíhá pohlavní asexuální rozmnožování u řas?

Reprodukce řas je proces reprodukce rostlinných jedinců na základě implementace jejich genetického materiálu.

Zástupci nižších rostlin, mezi které patří řasy, se rozmnožují dvěma způsoby: asexuálně a pohlavně. Asexuální rozmnožování samo o sobě může být vegetativní a vlastně asexuální.

Vegetativní množení je druh nepohlavní reprodukce, která zahrnuje reprodukci jedinců pomocí částí mateřského rostlinného organismu.

Mezi řasami je poměrně běžné nepohlavní rozmnožování (vegetativní). U většiny nižších rostlin převažuje vegetativní způsob rozmnožování.

Řasy mají následující typy nepohlavní reprodukce:

• jednoduché rozdělení na dvě části. Tento proces je založen na ligaci jednobuněčných řas. Výhodou takové reprodukce je, že zachovává možnost rovnoměrné distribuce všech složek mateřské buňky (včetně integumentu) mezi dva dceřiné organismy. Například tímto rozdělením je euglena pellicle zcela rozdělena na dva jedince a zároveň si zachovává svou vlastní celistvost;
• rozpad kolonií na samostatné části. Později tyto části tvoří nové kolonie;
• fragmentace talu. Díky tomuto typu nepohlavní reprodukce se nové organismy rozmnožují při zachování mateřského jedince. Fragmentace je jednou z nejrychlejších možností propagace. Nachází se mezi všemi řasami.

Některé skupiny řas mají specifické adaptace, s jejichž pomocí provádějí proces vegetativní reprodukce. Týká se to uzlíků charopytních řas, akinet modrozelených řas, jakož i stolonů hnědých nižších rostlin.

Akinety jsou specializované buňky se zesílenými membránami a velkou zásobou živin, pomocí kterých se řasy jak množí, tak přežívají nepříznivé vnější podmínky.

Typy rozmnožování řas

Vlastnosti nepohlavní reprodukce

Přímé nepohlavní rozmnožování řas je spojeno se sporami, které vznikají jako výsledek přeměny protoplastu nediferencované mateřské buňky a diferencovaného sporangia. Výtrusy mohou být buď mobilní (hovoříme o zoosporách) nebo nepohyblivé.

V procesu nepohlavní reprodukce se organismus vynoří z haploidní buňky. To umožňuje řasám rychle reprodukovat svůj vlastní druh. Při tomto způsobu rozmnožování však není v populacích pozorována genetická diverzita.

Podle způsobu vzdělávání existují:

• konidie nebo exospory. Objevují se jako výrůstek protoplastu na vrcholu buňky během procesu jeho příčného dělení s následným oddělením;
• zoospory nebo endospory. Tvoří se uvnitř specializovaných sporangií.

Vlastnosti sexuální reprodukce

Ve vývojovém cyklu řas existuje také sexuální proces. Během ní se spojí dvě haploidní buňky (gamety), které se liší poměrem pohlaví. Vzniká zygota s diploidní sadou chromozomů – dává vzniknout novému organismu.

Existuje několik typů sexuálních procesů:

• hologamie, která je chápána jako proces fúze dvou pohyblivých buněk bez buněčné membrány;
• izogamie nebo splynutí gamet stejné velikosti, pohyblivosti a struktury;
• heterogamie nebo anizogamie. V tomto případě se spojují gamety různých velikostí, ale stejného tvaru. Tento typ sexuální reprodukce je charakteristický pro hnědé a zelené řasy;
• oogamie nebo sexuální proces, během kterého dochází ke splynutí pohyblivé gamety (spermie) a většího nepohyblivého vajíčka. K tvorbě spermií dochází v antheridii a vajíček v oogoniích. Tato možnost nejlépe odpovídá myšlence sexuálního procesu, který se vyvinul v obecné biologii.

V důsledku splynutí dvou gamet vzniká diploidní zygota, která vyklíčí ihned po období vegetačního klidu.

Mnoho řas je charakterizováno vývojem prostřednictvím pohlavního procesu bez oplodnění – mluvíme o partenogenezi. V tomto případě se ženské gamety nazývají azygoty. Mnoho lidí se mylně domnívá, že partenogeneze je pro zvířata přirozený proces. To platí i v případě rostlinných organismů.

Zvláštním typem sexuálního procesu u řas je autogamie. Nachází se například v rozsivecích. Během procesu autogamie se diploidní buňka rozdělí na 4 části neboli haploidní jádra. Dvě z těchto jader jsou později zničena a dvě další se spojí do diploidního jádra, čímž vznikne zygota. Zygota se velmi prudce zvětšuje a mění se v auxosporu.

V životním cyklu řas se přirozeně střídá pohlavní a nepohlavní rozmnožování a tvoří tak jeden harmonický systém. Vzhledem k tomu, že oba typy reprodukce jsou jedinečně kombinovány v rámci životního cyklu řas, lze rozlišit několik odrůd:

• haploidní životní cyklus (zygotický). Jeho zvláštností je, že zygota v něm je jediným diploidním stádiem. Tento životní cyklus se nachází u Volvoxaceae a některých dalších skupin koloniálních řas;
• diploidní životní cyklus. Zde jsou jediným haploidním stádiem gamety. Tento životní cyklus lze pozorovat u zelených, sifonových, rozsivek, cyklosporanů a hnědých řas;
• sporický životní cyklus. Na základě střídání nepohlavních (sporofyt) a pohlavních (gametofyt) generací.

Heteromorfní střídání je pozorováno u hnědých, zelených a červených řas.

U některých řas lze pozorovat zajímavou změnu ve vývojových formách. Je zvláštní tím, že ne vždy existuje korelace mezi ploidií stélky a způsobem rozmnožování. Sporofyty nejsou vždy diploidní, existují i ​​varianty s haploidní sadou chromozomů. Vlivem vnějších faktorů mohou určité fáze z životního cyklu rostliny vypadnout.

Jak probíhá rozmnožování v jednobuněčných řasách?

Množení jednobuněčných řas je proces, při kterém se jedinci řas rozmnožují pomocí různých metod vyskytujících se v přírodě.

Nejběžnější způsoby rozmnožování řas jsou nepohlavní a sexuální a jeden organismus může využít obě možnosti. Některé jednobuněčné řasy se však mohou rozmnožovat například jen nepohlavně – patří sem i Chlorella.

Nejvhodnějším příkladem pro zvážení procesu reprodukce jednobuněčných řas je Chlamydomonas. Za příznivých životních podmínek volí většinou nepohlavní způsob rozmnožování.

Nepohlavní rozmnožování Chlamydomonas

Asexuální reprodukce Chlamydomonas se skládá z následujících fází:

• zastavení pohybu a ztráta bičíků řasami;
• vytvoření dvou, čtyř nebo osmi pohyblivých buněk v mateřské buňce;
• uvolnění zoospor z mateřské buňky a samostatný růst do stavu dospělých Chlamydomonas.

Zoosporami se rozumí pohyblivé buňky Chlamydomonas, které se tvoří v případě nepohlavního rozmnožování.

Pohlavní rozmnožování Chlamydomonas

Pokud jsou životní podmínky nepříznivé, volí Chlamydomonas pohlavní způsob rozmnožování.

Tato metoda se vyznačuje následujícími body:

• tvorba zárodečných buněk nebo gamet uvnitř Chlamydomonas;
• párová kombinace různých gamet chlamydomonas při vstupu do vody a vytvoření zygoty se silnou skořápkou;
• rozdělení zygoty a vznik čtyř buněk (mladé Chlamydomonas), pokud nastanou příznivé podmínky.

Zygota je spermie a vajíčko, které jsou spojeny pod jednou membránou.

Vegetativní množení řas

Jak jinak se řasy rozmnožují? Odpovědí na tuto otázku bude vegetativní způsob množení. Příklady většiny jednobuněčných řas naznačují mnohost a rozmanitost vegetativní reprodukce.

K tomuto procesu dochází jak pomocí částí talu, tak i rozpadem vlákna na jednobuněčné části v důsledku odumírání jednotlivých buněk.

Některé řasy mají speciální formace, které zajišťují vegetativní reprodukci.

Například na stélce sphacelaria nebo hnědé řasy je pupen, který později odpadne a vyroste v nový stélek.

Charofytní řasy se vyznačují tvorbou nových jednobuněčných uzlů, které samostatně přezimují a na jaře dají vzniknout novému jedinci.

Akinety jsou buňky se zásobami živin, které jsou charakteristické pro jednobuněčné řasy.

Takové buňky jsou prakticky imunní vůči teplotním změnám, a proto mají tendenci přežívat i v nepříznivých podmínkách prostředí – v případě odumření běžných vegetativních buněk. Vláknité řasy mají tento typ akinetů, ale téměř vždy se jim říká spory.

Téměř všechny skupiny řas se vyznačují rozdělením vlastního stélku na samostatné buňky. To je docela jasný příklad toho, jak se jednobuněčné řasy vegetativně rozmnožují.

Výše uvedené způsoby reprodukce jsou považovány za podmíněně asexuální. Čistě asexuální způsob rozmnožování se vyznačuje:

• počáteční rozdělení buněčného protoplastu na několik částí;
• uvolňování produktů dělení z mateřské buňky v důsledku prasknutí její membrány.

Před začátkem buněčného dělení probíhají v protoplastech buněk různé a ne zcela pochopené fyziologické procesy, které nakonec vedou k buněčné reprodukci. Pohlavní rozmnožování řas se od nepohlavního rozmnožování liší především tím, že ve druhém případě dochází k uvolňování produktů dělení ze skořápky mateřské buňky.

Existují případy, kdy se uvnitř jednobuněčné řasy vytvoří jediná spora, která na rozdíl od akinety opouští mateřskou buňku.

Prosté rozdělení na dvě je tedy druhem reprodukce vlastní jednobuněčným řasám a dalším skupinám těchto organismů. Tento typ reprodukce je však častější u jednobuněčných řas. Hlavní výhodou této metody je absence výrazných nákladů na energii. Jeho provedení je spojeno s ligací jednobuněčných řas. Díky této metodě je zachována možnost rovnoměrného rozložení buněčných složek mateřské buňky mezi dva dceřiné organismy (včetně integumentu).

Když se euglena dělí, její buněčná membrána (pelikuly) je efektivně rozdělena na dvě části mezi dceřiné buňky.

Pohlavní proces jednobuněčných bičíkatých řas je charakterizován řadou znaků. Výsledkem je splynutí dvou jedinců – tomu se říká hologamie.

Hologamie je proces sexuální reprodukce charakteristický pro jednobuněčné bičíkovité řasy.

Fúze dvou bičíkatých vegetativních buněk je procesem konjugace. Představuje jedinou variantu pohlavního rozmnožování jednobuněčných řas, spojenou s fragmentací buněčného obsahu a tvorbou specializovaných buněk (gamet).

Všechny řasy kromě konjugátů a červených řas se vyznačují přítomností gamet s bičíky. K tvorbě primitivních jednobuněčných řas dochází ve vegetativních buňkách.

Nejtypičtější způsob rozmnožování všech řas, včetně jednobuněčných, je ten, kdy se řasy rozmnožují nepohlavně nebo vegetativně.

Existuje několik typů sexuální reprodukce:

• hologamie. Jedná se o proces fúze nespecializovaných buněk. Charakteristické pro určité druhy jednobuněčných řas;
• izogamie. Je to proces fúze identických gamet bez sexuálního oddělení;
• heterogamie. Buňky jsou v tomto případě morfologicky totožné, ale fyziologicky a geneticky se liší (dochází k oddělení pohlaví);
• oogamie. Proces tvorby gamet, ve kterém jsou důležité rozdíly ve struktuře a pohyblivosti. Vejce se vyznačuje velkou velikostí a postrádá pohyblivost. Spermie se vyznačují malými rozměry, které jsou dodávány s bičíkem.

Reprodukce jednobuněčných řas je poměrně složitá. I toto je však mnohostranný proces. Díky rozmanitosti možností rozmnožování se tato skupina živých organismů dokáže i přes primitivnost své stavby přizpůsobit měnícím se podmínkám prostředí a vyvinout si nová stanoviště.