Размножение водорослей - ВОДОРОСЛИ - НИЗШИЕ РАСТЕНИЯ - РАСТЕНИЯ

ВОДОРОСЛИ

Размножение водорослей

Водоросли увеличивают свою численность различными способами, важнейшими из них являются вегетативное, бесполое и половое размножение.

Вегетативное размножение представляет собой деление клетки одноклеточных водорослей или отделение по различным причинам от слоевища частей (если рассматриваются многоклеточные формы). Таких причин может быть очень много. У нитчатых форм это расщепление нити на две новые нити или распадение их на одно- или многоклеточные части. Слоевища истинно многоклеточных водорослей могут разделяться из-за механического воздействия потоков воды, различных водных обитателей, деятельности человека и т. д. Оторванные части водорослей, прикрепленных к подводному субстрату и входящих в состав бентоса, как правило, не погибают, но их дальнейшее развитие отличается от прикрепленных (бентосных) растений. В частности, у них повторно не образуются ризоиды, поэтому оторванные части переносятся током воды, часто сбиваясь в крупные массивы. Нарастание слоевища при этом не прекращается, но и здесь могут быть обнаружены некоторые морфологические особенности. Другой особенностью оторванных частей является их неспособность образовывать собственные органы размножения (как полового, так и бесполого).

Многие водоросли для вегетативного размножения образуют специальные структуры. Например, некоторые бурые водоросли образуют на талломах своеобразные «почки», которые затем отламываются и дают начало новым слоевищам. Как уже упоминалось, у харовых водорослей на ризоидах и погруженных в грунт участках «стеблей» образуются одно- или многоклеточные клубеньки, которые после периода зимнего покоя прорастают в новые растения. У некоторых нитчатых водорослей при наступлении неблагоприятных условий определенные клетки утолщают свою оболочку и накапливают в протопласте большой запас питательных веществ. Такие клетки способны долгое время находиться в состоянии покоя, что позволяет им переждать неприятную для них ситуацию. Название покоящихся клеток - акинеты указывает на их статичность и неподвижность. От спор они отличаются тем, что оболочка акинеты образуется непосредственно из оболочки клетки, а не внутри нее.

Бесполое размножение осуществляется с помощью различного рода спор. Их образование происходит внутри соответствующих клеток и всегда сопровождается выходом из оболочек последних (этим они отличаются от акинет). Споры развиваются или в обычных вегетативных клетках, или в особых, именуемых спорангиями, которые морфологически отличаются от вегетативных клеток.

Развитие спор сопровождается делением ядра, которое может происходить несколько раз в зависимости от количества образующихся спор (причем у разных групп водорослей ядро может делиться путем митоза или мейоза). Они в дальнейшем окружаются более или менее плотной оболочкой и выходят через образующееся отверстие в оболочке исходной материнской клетки.

Классификация спор осуществляется по различным критериям. Если споры снабжены жгутиками и способны активно передвигаться, они называются зооспорами. В тех случаях, когда споры имеют плотную оболочку и лишены жгутиков, а потому неподвижны, их называют апланоспорами. Если образующаяся оболочка имеет очень большую толщину, спора способна к длительному покою и называется гипноспорой. Следует отметить, что большинство водорослей образуют зооспоры. В других случаях при определении спор указывается их численность в материнской клетке или спорангии - моноспоры, биспоры, тетраспоры и т. д.

Половое размножение, в отличие от бесполого, всегда сопровождается слиянием двух клеток, у которых в ядрах имеется лишь по одному набору хромосом, характерному для этого вида организмов, т. е. эти клетки гаплоидны. В результате образуется диплоидная клетка - зигота, из которой развивается водоросль или же формируются зооспоры.

Если сливаются две обычные вегетативные клетки, процесс называется хологамией, такой процесс свойствен некоторым колониальным жгутиковым. Если сливаются вегетативные клетки, не имеющие жгутиков, половой процесс именуется конъюгацией (некоторые зеленые водоросли). У остальных водорослей сливаются клетки, специализированные для полового размножения, - гаметы, которые образуются в половых органах - гаметангиях. Подвижные гаметы принято считать мужскими (они часто имеют меньшие размеры), а неподвижные - женскими. В ряде случаев гаметы выглядят более или менее одинаково и тогда их половую принадлежность определить трудно. В зависимости от строения сливающихся гамет выделяют три типа полового размножения - изогамию, анизогамию и оогамию (рис. 153).

Изогамия - это слияние двух совершенно одинаковых гамет.

Анизогамия или гетерогамия представляет собой слияние гамет, различающихся между собой по размерам или подвижности.

Оогамия является наиболее высокоорганизованным типом полового размножения. В нем участвуют гаметы, отличающиеся как размерами, так и подвижностью. Крупную и неподвижную называют яйцеклеткой, она содержит запас питательных веществ, необходимый для последующего развития зиготы, а значительно более мелкую гамету - сперматозоидом или антерозоидом, она снабжена жгутиком и способна активно перемещаться в поисках яйцеклетки.

Напомним, что гаметы образуются в особых структурах, являющихся, по существу, половыми органами. Женские органы называются оогониями (их не следует путать с одноименными первичными женскими половыми клетками животных), мужские - антеридиями. За исключением харовых водорослей, которые имеют многоклеточные половые органы, у остальных водорослей органы полового размножения состоят из одной клетки.

У некоторых водорослей яйцеклетки и сперматозоиды могут образовываться на разных талломах. Такие формы называют двудомными, в отличие от однодомных, у которых на одном слоевище развиваются гаметы обоих типов. Это относится к водорослям, у которых гаметы различаются между собой. У изогамных форм сливающиеся гаметы также могут образовываться на одном растении, такие водоросли называются гомоталличными, или на разных - у гетероталличных видов. Для различения морфологически одинаковых талломов, но продуцирующих разные типы гамет, используют простые обозначения - плюс (+) и минус (-) талломы. Аналогично называются и гаметы, которые они образуют.