Водоросли являются автотрофными организмами, которые способны осуществлять фотосинтез. На данный момент идентифицировано более 30 000 видов водорослей. Хотя они обладают хлорофиллом, подобно зелёным растениям, они лишены крепкой корневой системы и листьев. Следовательно, это не растения, поэтому и способ размножения у водорослей другой.
Структура водорослей может варьироваться от простых одноклеточных (например, Micromonas) до сложных многоклеточных (например, Kelps) форм. Они встречаются в любой среде обитания: пресноводной, морской, болотистой, во влажной почве и на скалах. Исходя из характерных особенностей, выделяют четыре основных вида водорослей: цианобактерии, зелёные, красные и бурые.
Типы размножения
Водоросли могут размножаться как половым, так и бесполым способом. При половом размножении две гаплоидные половые клетки родителей сливаются, чтобы образовать диплоидную зиготу, которая со временем развивается в новый организм. Бесполый способ подразумевает отделение клеток одного организма для создания нового.
Также встречаются варианты комбинированной репродукции новых организмов. В этом случае в процессе созревания организм проходит как половые, так и бесполые стадии.
Вегетативный способ
При таком способе размножении генетический материал родительской клетки не взаимодействует с генетическим материалом другой. При этом вегетативное размножение весьма разнообразно:
- Отделение клеток. Некоторые одноклеточные формы водорослей, такие как Euglena, размножаются путём деления бинарных частиц, в которых родительская клетка делится на две одинаковые части. Новые клетки развиваются как отдельные организмы.
- Фрагментация. Встречается у Саргассума и других колониальных водорослей, в результате чего тело родителя делится на два или более фрагмента, которые превращаются в новые организмы.
- Почкование является подвидом фрагментации. Для размножения новые особи прорастают в виде новообразований на теле родителя. Могут отделяться со временем или оставаться, образовывая колонии.
Тип размножения зависит от вида организма и принадлежности к группе. Также существуют небольшие подвиды вегетативного размножения, например, полиэмбриония, однако они встречаются намного реже.
Деление спорами
Ещё один вид бесполого размножения водорослей. Он происходит путём образования спор, таким образом размножаются Chlamydomonas и Chlorella. Обычно споры содержат два набора хромосом, в которых хранится генетический материал родителя. Споры бывают нескольких видов:
- зооспоры;
- синзооспоры;
- апланоспоры;
- гипноспоры;
- автоспоры;
- тетраспоры.
В зависимости от вида, споры могут развиваться внутри родительской клетки или же сразу имеют возможность самостоятельно передвигаться благодаря хлыстообразным хвостам. Также есть третий тип спор, которые имеют возможность развиваться отдельно от родителя, но не могут двигаться.
Половой контакт
При половом размножении две взрослые особи объединяют свои наборы хромосом, чтобы создать потомство с двумя наборами хромосом, имеющими черты обоих родителей. Самый простой метод полового размножения — конъюгация — возникает, когда два организма сливаются, обмениваются генетическим материалом и затем разделяются. Слияние в некоторых видах происходит через специальные трубки.
В большинстве многоклеточных видов организмы производят специальные половые клетки, называемые гаметами, которые содержат только один набор хромосом. Гаметы от двух индивидуумов сливаются и затем развиваются в потомство или образовывают клетки, которые впоследствии продуцируют споры. Гаметы могут быть одинаковыми по форме, размеру и структуре (изогамии) или различным (гетерогамии).
Комбинирование двух вариантов
Некоторые виды размножаются через механизм, имеющий как половые, так и бесполые стадии. В таком случае зрелая клетка имеет только один набор хромосом, а не два. Через деление клеток одна родительская клетка может создавать четыре клетки-споры, каждая из которых имеет один набор хромосом и готова к слиянию с другими спорами.
Например, Ulva и Laminaria, обычно наблюдается чередование поколений. В первом цикле организмы образуют гаметы бесполым способом. В следующем цикле гаметы образуют клетки с двумя наборами хромосом. Они развиваются в зрелые клетки, которые продуцируют споры с одним набором хромосом, в результате чего процесс становится полным.
Таким образом, в жизненном цикле потомства присутствуют зрелые формы гаплоидных организмов (гаметофит) и диплоидных организмов (спорофит). Если организмы гаметофита и спорофита похожи по внешнему виду, то они называются изоморфными, тогда как водоросли с различными формами гаметофитов и спорофитов называются гетеротрофными.
