A hínár vörös. A vörös algák fajtái és előnyei
A tanszék neve a görög szóból ered rhodon("radon") - rózsaszín. A vörös algák színe a pigmentek eltérő kombinációjának köszönhető. A szürkétől a lilától a majdnem feketéig terjed, és a vörös és rózsaszín minden árnyalatát is magában foglalja. Az erősen megvilágított területeken élő vörös algák sárgák, barnák vagy feketék színűek, mivel a sejtekben nagy mennyiségű fényvédő karotinoid van jelen. Egysejtű, gyarmati és többsejtű szervezeteket egyesít kokcoid, fonalas, pszeudoparenchimális és parenchimális testszerkezettel. Minden képviselőre jellemző a flagelláris szakaszok teljes hiánya az életciklusban. A talluszok alakja változatos: fonalas, bokros, kérges, lamellás, hólyagos, zsákos stb. Főleg a tengerekben és óceánokban él (általában kapcsolódó formák), ritkábban édesvizekben. Körülbelül 4 ezer faja ismert.
Sejtszerkezet. A vörös algák sejtje eukarióta: saját membránokkal rendelkező organellumokat alakított ki: magot, mitokondriumokat, plasztiszokat, Golgi-készüléket és egyebeket.A vörös algák sejtjeiben egytől sok plasztidig található. A sejtek között póruskapcsolatok vannak. A külső sejtmembránon kívül a Rhodophyte sejteknek van egy speciális képződménye - a sejtfal.
A mag legtöbbször egy, de vannak többmagos képviselők is. A vörös algák magjai kicsik. Egyes fajok esetében ismert az endoreduplikáció vagy a nukleáris genom mitózis nélküli replikációja. Poliploidiához, vagy a sejtekben a kromoszómák számának többszörös növekedéséhez vezet. Mitokondriumok lapított cristae-kkal.
A vörös algák kloroplasztjai különböző formájúak, általában a sejtfalak mentén vagy parietálisan helyezkednek el. Ezek a plasztiszok többnyire korong alakúak és szalagszerűek. A kloroplasztiszok alakja az algák életkorától függően változhat. Minden kloroplasztot saját kettős membrán vesz körül, a kloroplaszt endoplazmatikus retikulum hiányzó. A kloroplasztiszokban lévő tilakoidok egyediek, nem csoportosulnak, és azonos távolságra helyezkednek el egymástól. Egy vagy két tilakoid általában a kloroplaszt perifériáján, a membránjával párhuzamosan helyezkedik el. A kloroplaszt DNS kis nukleoidok formájában van jelen, szétszórva a kloroplaszt sztrómájában. Minden nukleoid több, kör alakú kloroplaszt DNS-molekulát tartalmaz.
A vörös algák plasztidjaiban található klorofillok közül csak a klorofill van jelen. A, amelyet további pigmentek - fikobilinok: vörös fikoeritrin, kék fikocianin és allophycocyanin takarnak el. Ezek a fikobilinek a tilakoidok felszínén lokalizálódnak speciális képződményekben - félgömb és félkorong alakú fikobiliszómákban.
A sejtfal szerkezeti fibrilláris frakcióból és amorf mátrixból áll. A sejtfal szilárdságát cellulózszálak adják, amelyek a vörös algákban szabálytalan hálózatot alkotnak. A poliszacharid amorf mátrix legfontosabb anyagai az agar, agaroidok, karragenán. Ezeket az anyagokat a Golgi-készülék tartályaiban szintetizálják, majd a sejtfelszínre szállítják és a falba ágyazzák. A sejtfal száraz tömegének akár 70%-át teszik ki. Számos vörös algában a sejtfal tetején egy főleg fehérjéből álló kutikula helyezkedhet el. A karmazsinok között vannak elmeszesedett héjú fajok: kalcit vagy aragonit rakódik le bennük. A thallus egy része vagy az egész thallusz berakható.
Általános jellemzők.
Szinte minden vörös alga fototróf, és testét fotoszintézis útján építik fel. A fotoszintézis termékei egy speciális lila keményítő, amely a citoplazmában rakódik le, és nem a kloroplasztiszban, mint a zöld algákban. A bíbor keményítő jóddal élénkvörös színt ad. Fontos tartaléktermék a kis molekulatömegű szénhidrogén-floridozid. Tartalma egyes képviselők talijában meghaladhatja a száraz tömeg 10%-át. Ozmoregulációs funkciót lát el. A vörös algákon kívül a floridozid a cianobaktériumokban és a kriptomonádokban is megtalálható. Koncentrációja a sejtekben a táptalaj sótartalmának növekedésével nő. Egyes lilák többértékű alkoholokat is tárolhatnak.
A vörös algafajok többsége többsejtű összetett organizmus, mérete elérheti az 1-2 métert is, és csak a primitív képviselői rendelkeznek egysejtű vagy gyarmati szerkezettel (17. ábra). Vannak egynyári és évelő fajok is, amelyek általában 3-6 évesek. A karmazsin test alakja nagyon
Rizs. 17 Vörös algák megjelenése: A - egysejtű Porphyridium alga; B - többsejtű algák Delesseria
változatos. Lehet: fonalas (szőrszerű vagy érdes), lamellás, tömör vagy komplexen boncolt, széle mentén kinövésekkel, hengeres, parafa (kéreg, aljzathoz nyomott filmek), korallszerű. A vörös algák külső formáinak sokfélesége a tallusok különböző típusaira redukálódik: coccoid, fonalas, többszálú, hamis szövet és szövet. Rhodophyte thalli rhizoidok vagy talpak rögzítik.
A floridai algák tali a legösszetettebbek. Thallijuk a sejtek specializálódásával járó szöveti differenciálódás jeleit mutatja. Tallusukban megkülönböztethető: több réteg intenzíven festett sejtből álló kéreg; színtelen sejtekből álló mag, gyakran szálakba gyűjtve. A mag nemcsak szállítási, hanem mechanikai funkciót is ellát, mivel vastag hosszanti falú szálakat tartalmaz. Számos vörös alga kérge és magja között nagy színtelen sejtekből álló köztes réteg lehet. A thallus növekedése leggyakrabban interkaláris (interkaláris) és apikális (apikális), ritkábban bazális.
Reprodukció.
A vörös algákban három szaporodási mód létezik: vegetatív, ivartalan és ivaros.
aszexuális szaporodás különféle viták segítségével hajtják végre. A spórák az egyes, kettes és négyes sporangiumokban helyezkedhetnek el; monospóráknak, bispóráknak és tetraspóráknak nevezik őket. A tetraspórák különböző módon helyezkedhetnek el a tetrasporangiumokban: egymás felett - lineárisan vagy zónában, keresztben és a tetraéder sarkaiban (18. ábra).
Rizs. 18. A tetraspórák elrendeződésének típusai tetrasporangiában (S. Noek van den és mtsai, 1995 szerint): A- keresztes alakú; B- kereszt alakú fordulattal; BAN BEN– lineáris; G - tetraéder
szexuális szaporodás vörös algákban oogám, számos olyan tulajdonsággal rendelkezik, amelyek más algacsoportokban nem találhatók meg. férfi reproduktív sejtek spermiumok flagelláktól mentesek és passzívan vízárammal átkerülnek a női nemi szervekbe - karpogonok. A Karpogon vörös algák lombik formájúak, és egy kiterjesztett alsó részből (hasból) és egy megnyúlt felső részből állnak - trichogynes amely a spermiumok befogására szolgál. A legtöbb vörös algában a carpogon egy rövid ág végén képződik, amelyet carpogon ágnak neveznek. A carpogon ágat létrehozó sejtet támasztónak nevezzük.
A spermatangiában egyenként képződnek a spermiumok, amelyek viszont az anyasejteken képződnek. Az érett spermiumok egymagvúak, és nincs merev sejtfaluk, nyálka veszi körül, és kloroplasztokat tartalmazhat. A spermiumokat passzívan szállítják a vízáramlatok, érintkezve a női gametofiton felszíne felett található trichogyinnal. A hímivarsejtek és a trichogyinok fala az érintkezési ponton feloldódik, a hím mag a trichogyne központi csatornáján áthaladva egyesül a carpogon haploid magjával. A különböző rendű fajok további fejlődésének megvannak a maga sajátosságai.
Életciklus.
A Rhodophyta többségében a női ivarsejtek - hím ivarsejtek általi carpogonok - megtermékenyülése után a zigótából származó hímivarsejtek többszörös sejtfúziója után többsejtű fonalas-parenchimális képződés jön létre - carposporophyte (19. ábra). Elképzeli
Rizs. 19. Életciklus Batrachospermum(író: R. E. Lee, 1999)
saját magad gonimoblaszt, amelyben diploid sejtek fejlődnek - ivaros szaporodási spórák, vagy karpospórák, amelyek új diploid növényré - sporofiton - csíráznak. gonimoblaszt, vagy cystocarp - ez a placenta komplexuma, amelyből a gonimoblaszt filamentumok a végén carposporangiummal és gonimoblaszt borítással - burkolóanyaggal távoznak. A gonimoblasztokban minden sejt rendelkezik diploid kromoszómakészlettel.
Számos floridai országban a gonimoblasztot egy hüvely veszi körül. Ebben az esetben ezt a szerkezetet cystocarpnak nevezik (20. ábra). Carposporangiában
Rizs. 20. Életciklus poliszifóniák(író: R. E. Lee, 1999)
karpospórák képződnek, amelyek diploid tetrasporofitonnyá csíráznak. A tetrasporangiában lévő tetrasporofiton redukciós osztódás következik be. A haploid tetraspórák haploid gametofittá csíráznak. Ez életciklus generációk váltakozásával: egy haploid - gametofita és két diploid - karposporofita és tetrasporofita - megtalálható a legtöbb vörös algában, de ettől számos eltérés van, a környezetük körülményeinek változékonyságától függően.
Az életciklus nem mindig van mereven rögzítve. Ha az egyik fázis kifejlődéséhez nincsenek feltételek, újra és újra, amíg a környezeti tényezők megváltoznak, ugyanaz a fázis megújul - akár a gametofita, akár a sporofita. Az ilyen ciklust heteromorfnak nevezzük, a fejlődési formák szabálytalan változásával. Masztokarpovék ünneplik. Léteznek olyan izomorf ciklusok, amelyekben a fejlődési forma szabályos változása van, amikor az ivaros és ivartalan formákat kifelé ugyanazok a független, szabadon élő generációk képviselik. Ez a fejlődési ciklus jellemző Gracilaria, Chondrusa, Mazella.
Szisztematika
Rhodophyta osztály hagyományosan két osztályra osztják: Bangiaceae - Bangiophyceae és Florida - Florideophyceae. Az utolsó osztályba tartozik a legtöbb lila nemzetség és faj.
Vörös algák, a tengeri makrofiták sajátos csoportja, mintegy 4000 fajt számlál. Az eredetiség mindenekelőtt a pigmentkészletben rejlik. Az algák első evolúciós vonala a vörös algák (bíbor). Ezek szinte kizárólag tengeri formák, a fajok mintegy 3-5%-a édesvízi testekben él, egyetlen képviselője a talajon él. Ez egy természetes, egyetlen ősi csoport.
A tali egysejtűek, beleértve a gyarmati és többsejtűeket. Túlnyomó többsége többsejtű, nagy alakzat, összetett anatómiai és morfológiai szerkezetű talival. A tallus szerkezete coccoid, fonalas, többszálas, lamellás. Sok bonyolultan szervezett forma szerkezete többszálas vagy heterotrich struktúrán alapul. Az egysoros fonalas tallus szerkezetének további bonyodalma, hogy nagyszámú, korlátozott növekedésű, bőségesen elágazó ág jelenik meg a korlátlan növekedésű szálakon. A nagyszámú, korlátozott növekedésű ággal rendelkező bíbor tali jelentős mennyiségű nyákot képez, amely az összes ágat rögzíti, a tallus ebben az esetben nyálkahártya zsinór formáját ölti.
A thalli szerkezetének további bonyolításával a korlátozott növekedésű ágak kérget képeznek. Ezenkívül az axiális szálak mentén rizoid filamentumok vagy hifák alakulhatnak ki.
Jellemzők szerint anatómiai szerkezet A tallusnak két fő típusa van - egytengelyű és többtengelyű vagy szökőkút. A szálakból háromdimenziós test felépítésének elvét a jól szervezett algák, valamint a gombák, köztük a zuzmók valósították meg.
1 - Egytengelyes thallus típus (Sirodotia, Batrachospermum): a - kezdeti sejt, b - a központi tengely sejtjei, c - korlátozott növekedésű ágak, d - internódiumok kialakulása, e - kérgi szálak a csomópontokon; 2-egytengelyű thallus típus (Lemanea): a - a hosszmetszet egy része, b - keresztmetszet, c - a kéreg keresztmetszete antheridiumokkal; 3-többtengelyű thallus típus (Furcellaria) hossz- és keresztmetszetben.
A vörös alga sejtje héjba van öltözve, melynek pektin és hemicellulóz komponensei erősen megduzzadnak, és gyakran lágy vagy porcos állagú nyálkává egyesülnek. Gyakran mész rakódik le a falakban. A sejtosztódás során a legtöbb vörös algában a falakban nem megvastagodott helyek - elsődleges pórusok - maradnak, míg a primitívebbeknél nem.
A sajátosság mindenekelőtt a pigmentkészletben rejlik, az a és d klorofillokkal, karotinokkal és xantofillel együtt, a lila bogyók speciálisakat tartalmaznak - vörös fikoeritrint és kék fikocianint. E pigmentek különféle kombinációi határozzák meg az algák színét az élénkvöröstől a kékeszöldig és a sárgáig.
A kloroplasztiszoknak két membránból álló héja van. A fikobilinek a tilakoidok felszínén elhelyezkedő fikobiliszómákban lokalizálódnak. A Biological Encyclopedic Dictionary and Plant Life tévesen állítja, hogy K.V. klorofillt tartalmaznakb, akkor ne lepődj meg – ez tévedés. Kloroplasztjaik nyilvánvalóan szimbiotikus cianobaktériumokból származtak. Kloroplasztok pirenoidokkal vagy anélkül. A tilakoidok külön-külön találhatók a kloroplasztiszokban.
A tartalék termék a lila keményítő. Szemcséi a kloroplasztokon kívül – a citoplazmában – rakódnak le. Még az ivarsejtekben sincs flagella.
Reprodukció. A K.V. életciklusára flagelláris stádiumok hiánya jellemzi. A vegetatív szaporodást sejtosztódás, a thalli töredezettsége végzi. Az ivartalan szaporodás spórákon keresztül történik. Monosporangia, bisporangia, tetrasporangia és polysporangia. Monospórák, bispórák, tetraspórák és polispórák.
változás különböző formák szaporodás, az ivartalan és ivaros szaporodás váltakozása. Haploid és diploid fázisok változása. Életciklus vagy fejlesztési ciklus. Sporofiták és gametofiták.
A vörös algák szexuális folyamatának típusa az oogámia. Karpogon, trichogyne, antheridia (spermatangia), spermiumok, sori, megtermékenyítési folyamat, zigóta, karpospórák.
női szerv- karpogon, egy kiterjesztett alaprészből - a hasból és egy folyamatból - trichogyne áll. A karpogon általában egy speciális rövid carpogonial ágon fejlődik. Az antheridiumok kicsi, színtelen sejtek, amelyek belsejében csupasz, flagelláktól mentes, spermiumok érnek. A spermiumokat a víz sodrása passzívan hordozza, és a trichogynhoz tapad. Az érintkezési ponton a falak feloldódnak, a spermium magja a tojásba költözik, ahol a magok egyesülnek. A további fejlődés karpospórák kialakulásához vezet. Ennek a fejlesztésnek a részletei nagy szisztematikus jelentőséggel bírnak. Egyes vörös algákban a zigóta (megtermékenyített carpogon) tartalma közvetlenül osztódik mozdulatlan csupasz karpospórák képződésével, másokban a megtermékenyített carpogon - gonimoblasztok - elágazó szálak nőnek, amelyek sejtjei carposporangiumokká alakulnak, és egy-egy carpospóra keletkezik. A legtöbb vörös algában a gonimoblasztok nem közvetlenül a megtermékenyített carpogon hasából fejlődnek ki, hanem speciális segédsejtekből - segédsejtekből. Ez utóbbi eltávolítható a karpogonból, vagy a talluson helyezhető el annak közvetlen közelében. Azokban az esetekben, amikor a segédsejteket eltávolítják a carpogonból, kötő- vagy ooblasztból, a megtermékenyítés után fonalak nőnek ki a hasából. Megjelenésüket a kopulációs sejtmag mitotikus osztódása előzi meg, az oblastos filamentumok sejtjei pedig diploid magokat tartalmaznak. Az oblasztémiás filamentumok felnőnek a segédsejtekig, az érintkezési ponton a héjak feloldódnak, és üzenet jön létre az oblasztémás filamentum cella és a segédcella között. A sejtek e fúzióját nem kíséri magjuk összeolvadása (az oblasztma filamentum sejtjének diploid magja és a segédszál haploid magja). A segédsejttel való fúzió azonban serkenti a sejt diploid magjának osztódását az oblasztémiás filamentumra és a gonimoblasztok fejlődését, amelyek sejtjei diploid magokat tartalmaznak, és diploid karpospórákat termelnek. A karpospórákat fejlesztő gonimoblasztokat általában egy speciális nemzedéknek, a karposporofitának tekintik. A legszervezettebb vörös algákban csak a carpogon megtermékenyítés után és annak közvetlen közelében fejlődnek ki segédsejtek. A segédsejt összeolvad a megtermékenyített carpogon hasfalával, ami után karpospórákos gonimoblasztok fejlődnek ki belőle. A carposporangiumok gyakran szoros csoportokban találhatók - cisztokarpokban, amelyek pszeudoparenchimális membránba vannak öltözve.
Az erősen szervezett vörös algákat nagyon összetett fejlődési ciklusok jellemzik, amelyekben a különböző szakaszok, különösen a gametofiták és a sporofiták teljesen eltérőek lehetnek. Korábban különböző, nem rokon nemzetségekként írták le őket. A fejlődési ciklusok sokfélesége húzza meg e csoport taxonómiáját.
A vörös algák életciklusának két változata a Porphyra és Polysiphonia nemzetségek példáján, amelyek a vörös algák két osztályának képviselői.
A diagramokon a haploid kromoszómakészlet n, a diploid készlet 2 n.
A Porphyra és a Polysiphonia életciklusának jellemzése.
Porphyra életciklus diagram
A vörös algákat az emberek széles körben használják a gazdaságban. Sok bíbor ehető és hasznos (ródium és porfír). A vörös algák ipari felhasználása azon alapul, hogy héjukban filokoidok - a poliszacharidok csoportjába tartozó nyálkahártyák - vannak jelen. A vörös algákból nyert legértékesebb termék az agar (anfeltia). Az agart mikrooranizmusok termesztésére, élelmiszeriparban élelmiszeripari termékek (zselé, lekvár, puha cukorkák, konzervek) készítésére használják. Ezenkívül a vörös algákat más algákkal együtt használják
algaliszt előállítására használják, amelyet állatállománynak etetnek és műtrágyaként használnak.
A tanszék két osztályra oszlik: Bangiaceae osztály (Bangiophyceae) és Floridea osztály (Florideophyceae) - két fejlődési vonal, a Florideophyceae osztály képviselői magasabb szervezettel és összetett életciklussal rendelkeznek.
Osztály Bangiophyceae - Bangiaceae
Egysejtűek, beleértve a gyarmati, többsejtű formákat. A tallus szerkezete coccoid, palmelloid, fonalas, többszálas, lamellás. A növekedés interkaláris. A sejtek egymagvúak. Chloroplast egy vagy több, axiális vagy parietális. Ivartalan szaporodás autospórák és monospórák által. Az ivarsejtek közvetlenül a vegetatív sejtekből képződnek. Szexuális szaporodás csak erősen szervezett formákban. A zigóta osztódik és karpospórákká fejlődik. Édesvízi, szárazföldi és nem nagyszámú tengerészeti képviselők. A képviselő a Porphyra nemzetség.
osztály képviselői Bangiophyceae
1 - Porphyridium; 2 - compsopogon: a- a tallus egy része b- monosporangium fonal, c- monospóra; 3 - Porphyra variegata.
Florideophyceae osztály - Floridaceae
Többsejtű, fonalas vagy összetett anatómiai szerkezet. Minden forma szerkezetének középpontjában egy elágazó szál áll. A tallus szerkezet lamellás típusa hiányzik. Apikális növekedés. A sejtek egymagvúak és többmagvúak. Számos kloroplaszt, parietális. A vegetatív szaporodás ritka, a kúszó szálakból és a talpból további ágak képződése következtében. Ivartalan szaporodás tetraspórák, bispórák, polispórák, ritkán monospórák által. Van szexuális szaporodás. A hím és női gametangia nagyon speciális. Karpogon trichoginával. A zigóta összetett átalakulások eredményeként karpospórákat képez. A gametofiton és a sporofiton váltakoznak, morfológiailag hasonlóak vagy ritkábban eltérőek, i.e. az életciklus haploid-diploid, heteromorf vagy izomorf generációváltással. Tipikus tengeri élet. A képviselő a Polysiphonia nemzetség.
SporangiumRhodophyta
1 - monosporangiumok: a - monospórák; 2 - tetrasporangia.
Rhodimenia - vörös alga, amely az északi medence mindkét partján megtalálható Atlanti-óceán. A forma tenyérre emlékeztet, a textúra vékony gumi, mérete 12-40 cm. A KB sziklákon, puhatestűeken és nagy algákon nő. A vörös szín a fikoeritrin pigmentnek köszönhető.
És sok lila sejtfala és sejtközötti terei fikokolloidokat - ként tartalmazó poliszacharidokat - tartalmaznak. Közülük a leghíresebbek az agar, a karragenin, az agaroidok. Természetesen a legfontosabb az agar-agar. Széles körben használják a kozmetikai iparban (paszták, krémek, gélek) és az élelmiszeriparban zselé, mályvacukor, lekvár és egyéb termékek készítésére.
vörös algákértékes élelmiszerek, amelyek meglehetősen sok fehérjét, vitamint és nyomelemet tartalmaznak.
vörös algák antivirális, antibakteriális és gombaellenes hatású anyagokat tartalmaznak.
Sokféle formában vörös algák talált hemagglutininokat, bróm és jód vegyületeit, káinsavat, amely idegi serkentő hatású. A karragén a gőzhöz hasonlóan a galaktánok csoportjába tartozik, és a kozmetológiában és a gyógyszeriparban köptetőként használják.
vörös algák a természetes öregedésgátló kozmetikumok nélkülözhetetlen összetevője. Vörös algával helyreállítva élettani funkciók bőr, a sejtmegújulás aktiválódik. Vitamin-, poliszacharid-, alfa- és béta-karotin tartalmának köszönhetően puhítják, hidratálják és táplálják a bőrt, nyirokelvezető hatásúak, sikeresen befolyásolják a zsírlerakódásokat.
Erős antioxidánsként vörös hínár megakadályozza a korai öregedést, amely elsősorban a szervezetben zajló oxidatív folyamatok eredménye. Egyedi tulajdonságok A vörös hínár immunstimulánsként lehetővé teszi a szervezet számára, hogy hatékonyan ellenálljon a vírusos és bakteriális fertőzéseknek. Ezenkívül a vörös hínár helyreállítja a hasnyálmirigyet.
Az algák daganatellenes, gyulladásgátló és immunmoduláló, antimikrobiális, antimutagén és vírusellenes hatással rendelkeznek.
vörös hínár nagy mennyiségű fehérjét és zsírsavat tartalmaznak, amelyek részt vesznek a sejtmembránok felépítésében. Fontos szerepet játszanak a bőr megújulási folyamatában.
A provitamin található benne vörös algák porfír, biztosítja a sejtek normális működését; a fluor, foszfor, magnézium és kalcium részt vesz a szervezet ásványianyag-egyensúlyának helyreállításában; A B-vitaminok erősítik az erek falát.
VÖRÖS ALGA OSZTÁLY
A vörös algák kromatoforjai a klorofillokon és karotinoidokon (p-karotin, zeaxantin, antheraxanthin, cryptoxanthin, lutein, neoxanthin) mellett vízben oldódó pigmenteket is tartalmaznak - fikobilineket: vörös fikoeritrineket, fikociano-kék-allinofiinokat. A tallus színe a pigmentek arányától függ, a bíborvöröstől a kékes acélig változik. A kloroplasztokat két membránból álló burkolat borítja, és egyetlen tilakoidot tartalmaznak, amelyek felületén fikobiliszómák találhatók. A genofór szétszórt. A perifériás tilakoidok primitívebb formákban csillagszerű vagy erősen karéjos kromatoforokkal hiányoznak pirenoidokkal, míg a jobban szervezett vörös algákban pirenoidok nélküli korong alakú kloroplasztiszokkal. A tartalék termék a "bíbor keményítő" poliszacharid, amely a jódtól barnásvörös színt kap. A lila keményítőszemcsék mindig lerakódnak a citoplazmában anélkül, hogy pirenoidokkal és kromatoforokkal kapcsolódnának. Az életciklust a flagelláris szakaszok teljes hiánya és a monogám szexuális folyamat speciális formája jellemzi. A barna algákhoz hasonlóan a vörös algák is szinte kizárólag tengeri eredetűek.
A tallus szerkezete A vörös algák meglehetősen egyszerűek: még egysejtű coccoid formák is ismertek, sok tali heterotrich és elágazó szálak formájában rizoidok segítségével tapad a szubsztrátumhoz. A túlnyomó többségben azonban pszeudoparenchimális thalli található, amely az oldalágak összefonódásából és összeillesztéséből ered, vagy az egyik tengely, amely a csúcssejt segítségével korlátlanul növekszik, vagy sok ilyen tengely; az első esetben egytengelyes szerkezetről, a második esetben többtengelyes vagy többtengelyes szerkezetről beszélünk. A valóban parenchimális szerkezetű, mind a keresztirányú, mind a hosszanti sejtosztódásból származó lamellás tali ritka a vörös algák között.
Sejt A vörös algák héjba vannak bevonva, melynek pektin- és cellulózkomponensei erősen megduzzadnak, és gyakran lágy vagy porcos konzisztenciájú, protoplasztokat tartalmazó nyálkává egyesülnek. Gyakran mész rakódik le a héjban. A legtöbb vörös algában a sejtosztódás során a centripetálisan növekvő harántfal nem teljes záródása következtében primer pórusok képződnek. A póruscsatorna kezdetben nyitva van, de utána dugóval záródik. Ezeken a pórusokon keresztül lehetséges a genetikai kapcsolat helyreállítása a többsejtű thallus sejtjei között. A sejtek egymagvúak és többmagvúak, a kromatoforok általában parietálisak, számosak, szemcsék vagy lemezek formájában. Bangiophyciában csillagkromatoforok találhatók központi pirenoidokkal.
Reprodukció. Vegetatív szaporítás - a tallus feldarabolásával; különösen gyakran megfigyelhető olyan élőhelyeken, ahol tényezők külső környezet spórás szaporodásra kedvezőtlen.
Az ivartalan szaporodás a sporangium tartalmából fejlődő mozdulatlan sejtekkel történik, szám szerint egy vagy négy.
A tetraspórák diploid ivartalan növényeken képződnek. tetraszporofiták. BAN BEN tetrasporangia a meiózis a tetraspórák képződése előtt következik be. A tetraspórák elrendeződése a tetrasporangiumban lehet kereszt alakú, közönséges vagy egy tetraéder sarkaiban.
Keresztes elrendezésben a tetrasporangium tartalma először vízszintesen, majd mindegyik fele függőlegesen osztódik. A tetraspórák soros vagy zónás elrendezése esetén a megnyúlt tetrasporangium tartalmát keresztirányú válaszfalak négy egymás felett elhelyezkedő sejtre osztják. Ha a tetraspórák a tetraéder sarkain helyezkednek el, a tetrasporangium tartalma azonnal 4 tetraspórára bomlik. A haploid tetraspórák haploid növényekké csíráznak - gametofiták ugyanolyan vagy eltérő, mint a tetrasporophyták megjelenése. Ivarosan szaporodnak: szaporodási szerveket fejlesztenek - gametangia.
A szexuális folyamat oogám. női szerv - karpogop- a legtöbb vörös algában egy kiterjesztett alaprészből áll - a tojást tartalmazó hasból és egy folyamatból - trichogynes. A Trichoginum vagy egyáltalán nem tartalmaz magot, vagy a megtermékenyítés idejére elfajul. A karpogon általában egy speciális rövidre fejlődik, amely 3-4, ritkábban 7-9 sejtből áll. carpogon ág, ami viszont ráül támogató sejt. Az antheridiumok általában kicsi, színtelen sejtek, amelyek tartalma kis csupasz hím megtermékenyítő elemek formájában szabadul fel, amelyekben nem találhatók flagella. spermiumok. Az antheridiából kihullott spermiumokat a vízáramok passzívan hordozzák, és a trichogynhoz tapadnak. Az érintkezés helyén a spermiumok és a trichogyinok feloldják a falukat, és a spermiumok magja a trichogyin mentén mozog hasi rész karpogon, ahol egyesül a női maggal. A múlt század végi klasszikus vizsgálatokból származó, jelentőségüket napjainkig megőrző adatok kiegészíthetők az elmúlt évek néhány megfigyelésével. Így 1984-ben új adatokat szereztek egyes vörös algák szexuális folyamatának dinamikájáról. Kísérleti körülmények között a Caliithamnion cordatumban sikerült kimutatni, hogy az érett carpogonok 3 órán keresztül fogékonyak a spermiumok kialakulására Maga az ivarsejtek fúziós folyamata, beleértve a klasszikus művekből ismert fázisokat is, 5-10 óráig tart, a megtermékenyítés után a bazális rész a carpogont egy septum választja el a trichogiától, amely elhal, és továbbfejlődik, ami a legtöbb vörös algában carpospórák kialakulásához vezet. Ennek a fejlesztésnek a részletei nagy szisztematikus jelentőséggel bírnak. Egyes vörös algákban a zigóta tartalma közvetlenül megoszlik, mozdulatlan csupasz spórák képződésével. carpospore, másokban többsejtű elágazó szálak nőnek ki egy megtermékenyített carpogonból - gonimoblaapy, amelynek sejtjei átalakulnak carpoyurangia, egy-egy karpospórát termelve. Végül a legtöbb vörös algában a gonimoblasztok nem közvetlenül a megtermékenyített carpogon hasából fejlődnek ki, hanem speciális segédanyagokból - segédcsapatok sejteket. Ez utóbbi eltávolítható a pontyról, vagy a talluson helyezhető el annak közvetlen közelében. Ha a segédsejteket eltávolítjuk a carpogonból, a megtermékenyítés után a hasából hifák nőnek ki, keresztirányú sejtszöveg nélkül. összekötő vagy regionális szálak. Megjelenésüket a kopulációs mag mitotikus osztódása előzi meg, így diploid magokat tartalmaznak. Az oblasztémás filamentumok a segédsejtekhez nőnek, az érintkezési ponton a hüvelyek feloldódnak, az oblasztémás filamentum csúcsa és a segédsejt összeolvad. Az oblasztum filamentum diploid magja osztódik, az egyik leánymag átkerül a segédsejtbe, a másik pedig az oblasztum filamentumban marad, ami a következő segédsejtbe nőhet stb. Így egyre több a segédsejt a diploid mag biztosítja, a diploid kopulációs mag leszármazottja egyetlen megtermékenyített karpogon. Az oblasztamfilamentum csúcsának a segédsejttel való egyesülését nem kíséri magjuk - a diploid oblasztamfilamentum és a haploid segédsejt - fúziója. A diploidizált segédsejt, amelyet septum választ el az ooblasztikus filamentumtól, egy bazális sejtre és egy központi sejtre osztódik. Az első megkapja a segédsejt kezdeti haploid magját, a második a diploid sejtmagot, és a gonimoblasztok fejlődésének központjává válik, amelyek sejtjei diploid magokat tartalmaznak és diploid karpoegurokat termelnek. A karpospórákat fejlesztő gonimoblasztok különleges generációnak számítanak - carposporaphyte.
A vörös algák magasabb rendjében a carpogon mellett a carpogon megtermékenyülése előtt vagy csak annak bekövetkezte után képződnek segédsejtek. A segédcella és a carpogon kombinációját ún procarp. Itt nincs szükség a carpogont és a segédsejteket összekötő hosszú oblasztmás filamentumok kialakítására, a segédsejt egyszerűen összeolvad a megtermékenyített carpogon hasfalával, ami után karpospórákos gonimoblasztok fejlődnek ki belőle. A carposporangiumok gyakran szoros csoportokba rendeződnek - cisztopontyok, amelyek sok képviselője pszeudoparenchimális membránba öltözött, amely a carpogon melletti sejtekből fejlődik ki.
Életciklusok a vörös algák nagyon változatosak, amelyek in Utóbbi időben az alábbi, különböző módszerekkel nyert adatok alapján mutattuk be. A természetben végzett megfigyelések képet adnak a morfológiai fázisok előfordulásáról és a rajtuk kialakuló szaporodási szervekről. Laboratóriumi tenyésztés körülményei között nyomon követhető a szaporodási sejtek csírázása és a thalli fejlődése tőlük egészen addig az állapotig, amikor szaporítószerveket adnak, azaz a tenyészetben szigorúan megállapítható a morfológiai fázisok sorrendje. Különösen eredményes volt a laboratóriumi tenyészetek módszere a morfológiailag eltérő, hosszú ideig önálló taxonnak tekintett gametangális és tetrasporangiális fázisok közötti kapcsolatok megállapítására. A citológiai módszer lehetővé teszi az egyes morfológiai fázisok kromoszómáinak számának, a szingámia életciklusában elfoglalt helyének, a meiózisnak és más citológiai részleteknek a megállapítását. Az alábbiak az életciklusok, amelyeket a fenti adatok kombinációja indokol,
A vörös algákban a leggyakoribb életciklus gametangiális, carposporangiális és tetrasporangiális fázisok sorozatából áll, amelyek közül az első és az utolsó morfológiailag hasonló, a carpogonialis fázis pedig a gametangiálison alakul ki. . A gametofiták és tetrasporofiták ilyen izomorf változását először a Polysiphonia violaceae esetében írtak le. . Ezért egy ilyen életciklust, amely a legtöbb vörös algában rejlik, általában Polysiphonia típusnak nevezik. Megtalálható a kerámia rend mellett, amelybe a Polysiphonia nemzetség tartozik, valamint a kriptonémiás, gigartinális, rhodimeniális és helidiális rendek képviselői között.
A Polysiphonia-típus életciklusára vonatkozó feltételezés a Florideophicaceae osztály magasabb rendjeinek képviselőinél utóbbi évek szigorú tenyésztési kísérletek igazolták.
A Bonnemaisonia hamifera-tina fejlődési ciklusa , amelyet a generációk heteromorf váltakozásának nevezhetünk, gametangiális, carposporangiális és tetrasporangiális fázisok sorozata jellemzi, mindhárom fázis morfológiailag különböző. A carpogonialis fázis a gametangiális fázison alakul ki. Az utóbbi években nem csak a nem maliális rend számos képviselője esetében írtak le ilyen életciklust, hanem a kriptonémiás és a gigartinális rend képviselőiről is.
A Liagora tctrasporiferában az életciklusban a gametangiális és a tetrasporangiális fázis váltakozik, amelyek morfológiailag eltérőek, és a tetrasporangiális fázis a gametangiális fázison alakul ki; meiosis tetrasporangiában fordul elő, carposporophyte hiányzik .
A Palmaria paimatában szintén hiányzik a carposporophyte, és a gametangiális és tetrasporangiális fázisok váltakozása figyelhető meg, a második az elsőn fejlődik ki. . A női gametofiton azonban itt apró, a hím gametofiton pedig nagy, morfológiailag megkülönböztethetetlen a tetraszporofitától.
Az adott életciklusokra a spóraredukció jellemző, mivel a tetraspórák képződése során meiózis lép fel.
Az eddig csak két nemzetség, a Lemanea és a Batrachospermum esetében leírt életciklust a szomatikus redukció különbözteti meg. A diploid karpospórákból fejlődő előnövekedés csúcsi sejtjében meiózis lép fel, és ebből egy haploid gametangiális fázis nő. .
Az elmondottak nem merítik ki a vörös algák életciklusának sokféleségét.
A vörös algákat két osztályba sorolják: bangiophycia és florideophicia.
BANGIOFICIÁLIS OSZTÁLY -BANGIOPHYCEAE
A sejtekben gyakran van egy pirenoidot tartalmazó csillagkromatofor. A sejtek közötti pórusok általában hiányoznak. Carpogon trichogyne nélkül, a carpogon tartalmának megtermékenyítése után közvetlenül osztódik karpospórák képződésével. Az ivartalan szaporodás általában monospórákkal történik.
A Porphyry és Bangia nemzetségek képviselői lehetnek. porfír nemzetség Valójában parenchimális szerkezetű, tövével az aljzathoz tapadt, 50 cm hosszúságú, ritkán hosszabb leveles talli jellemzi. A lemez egyetlen réteg sejtből vagy két rétegből áll. A sejtek egy vagy két plasztidot tartalmaznak. Records at különböző típusok egyenlőtlen alakú tömör vagy fogazott élekkel, különböző színekkel és vastagsággal. A palántákat először egysoros filamentumok képviselik. Ezen filamentumok egymást követő hosszanti sejtosztódása levél alakú thalli kialakulásához vezet. A porphyra délen és belföldön egyaránt gyakori északi tengerek a tengerparti part menti övezetben.
Bangia nemzetség, a tengeri és édesvízi fajokat is beleértve, tallusszal rendelkezik, amelyet el nem ágazó filamentumok képviselnek, és először egy bazális sejttel kapcsolódnak a szubsztrátumhoz; az életkor előrehaladtával az alsó sejtekből szeptátum rizoidok fejlődnek ki. A filamentumok eleinte egysorosak, de a sejt régebbi részein hosszirányú sugárirányú osztódáson mennek keresztül, így a thallus keresztmetszetén szektorok láthatók.
A porfír és a bangia érett tali szexuálisan szaporodnak. A porfírban az antheridia képződése során a talisejtek egymásra merőleges irányban számos kis sejtre osztódnak, amelyek mindegyike egy spermiumot alkot. Amikor az intercelluláris nyálka megduzzad, a spermiumok kinyomódnak és felszabadulnak. A carpogonok csak kis mértékben különböznek a vegetatív sejtektől. A tipikus trichogyne hiányzik. A megtermékenyítés után a zigóta közvetlenül 2-32 karpospórára osztódik, amelyek ugyanígy szabadulnak fel. mint a spermiumok, az intercelluláris nyálka duzzanata miatt. A Bangia szexuális reprodukciója hasonló módon történik. Így. E. Man azt állítja, hogy a Bangia thalli haploid és gametofiták. Kétlakiak: a hím thalli spermiumokat termel, amelyek párosulnak a cargugonként funkcionáló női fonalsejtekkel. Az eredmény egy diploid zigóta, amely karpospórákra osztódik.
fejlesztési ciklus. A porfír és a bangia fejlődési ciklusát az elmúlt évtizedekben intenzíven tanulmányozták as V a természetben, valamint a mesterséges kultúrákban. Számos porfír- és bangiafaj életciklusában Conchocelis-stádiumokat állapítottak meg: a kezdetben csupasz carpospórák héjat választanak ki, és egypólusúan fonalas növényekké csíráznak, amelyek rózsaszín foltokat képeznek a puhatestűek felszínén és a meszes héjon belül 1 . Ezt a szakaszt régóta független Conchoceiis rosea algának tekintik . A conchocelis filamentumai megnyúlt sejtekből állnak, parietális kromatoforral. A sejt ultraszerkezete a Florideophyceous osztály vörös algáira jellemző: réteges sejtfal; egyetlen tilakoidok a kloroplasztiszokban, amelyeket kétmembrános kloroplaszt membrán vesz körül: perifériás tilakoidok: pirenoid, amelybe az egyes tilakoidok behatolnak; a tilakoidok között szétszórt DNS-szálak; a citoplazmában - lila keményítő szemcséi. A Conchocelis-filamentumok szomszédos sejtjei között dugókkal eltömődött pórusok vannak, hasonlóan a florideophycium sejtjeihez.
A különböző típusú porfír és bangia Conchocelis stádiumainak részleteiben állandó különbségek vannak: morfológiai, ultrastrukturális, a pirenoidokon áthatoló tilakoidok számát és elhelyezkedését, az azokat lezáró pórusokat és dugókat, stb. A tenyészetben és a fiziológiás növekedésben, különösen, mindegyik faj a maga módján reagál a hőmérsékletre és a fotoperiódusra. Az érett Conchocelis filamentumok speciális ágakat képeznek - konchosporangiális ágakat, amelyek izodiametriás vastag falú sejtekből állnak, csillag alakú axiális kromatoforokkal, perifériás tilakoidok nélkül. A conchosporangiális ágak sejtjei felszabadulnak konchospórák, bipoláris csírázó és palánták képződnek, amelyekből új makroszkopikus levelű thalli nő. Egyes fajoknál a carpospórák és a conchocelis stádiumú vegetatív sejtjei diploidnak bizonyultak. A diploiditás miatt a conchocelis stádium egy tetrasporofitonhoz hasonlítható, bár nem képez tetraspórákat. Korábbi állítások, miszerint a porfír meiózisa a zigóta csírázása során következik be, nem erősítették meg, valamint az úgynevezett haplobiont nemáliákban. P számára . gardneri leírta a carpogon spermiumok általi megtermékenyítését, és felvetették, hogy a meiózis a konchospórák képződése során következik be. A legújabb citológiai vizsgálatok P . yezoensis azt sugallja, hogy a meiózis a konkospórákból származó palánták képződése során következik be. Nagyon sok fajnál azonban az életciklus citológiai részletei ismeretlenek.
A morfológiai fázisok mindegyike képes önreprodukcióra. Szóval, fiatal thalli P . yezoensis , P . tenera bőséges monospórákat termel, és in R. ki- niedai, monospórák bőségesen termelődnek az élet során, még a felnőtt taliban is, amelyek spermiumokat és karpospórákat képeznek. A csírázó, monospórák porfír levélzetet adnak. Azonban P . pseudolinearis, monospórák útján történő szaporodás hiányzik. Éppen ellenkezőleg, egyes porfírfajok csak ivartalanul szaporodnak - aplanospórák segítségével, amelyek 8-32-ben alakulnak ki a tallus szélén lévő sejtekben. Ezek a spórák csillag alakú kloroplasztiszokkal rendelkeznek, központi pirenoiddal, és biopolárisan csíráznak, és új, lombos talluszt hoznak létre.
A monosporangiumok egyetlen oldalágként jelennek meg a Conchocelis filamentumokon. Kocsányosak vagy ülők, mint a Bangia fuscopurpurea esetében. , egyenként helyezkednek el { P . miniata ) vagy láncokat alkotnak . Az egypólusú csírázó monospórák ismét a Conchocelis stádiumot eredményezik. A monospórákon kívül a Conchocelis filamentumok vegetatívan is szaporodhatnak a thallus feldarabolásával. Egyes porfírfajták tenyésztésekor tenyésztett Conchocelis szálakat használnak oltóanyagként.
Számos szerző megkérdőjelezte még a carpogon spermium általi megtermékenyítését és a karpospórák kialakulását is, mint az ivaros folyamat közvetlen következményeit. Ez terminológiai változáshoz vezetett. Például a carpospórákat és a spermiumokat rendre rx-, illetve p-spóráknak nevezték el. a-spórák közvetlenül a Conchoceiis-stádiumba csíráznak, javasolta a bangium és a porfír fejlődési ciklusában található spórák osztályozását, mindenekelőtt csírázásuk jellegét és további sorsukat figyelembe véve. Megkülönbözteti az egypólusú, bipoláris és egyáltalán nem csírázó spórákat. Az egypólusú csírázó spórák közé tartoznak például azok a spórák, amelyek a makroszkopikus thallus anyasejtjeinek 16 vagy kevesebb részre történő ismételt osztódásával képződnek, és amelyek bizonyos fényviszonyok mellett a coychocelis fázist idézik elő. A monospórák egypólusúan is csíráznak, reprodukálják a conchocelis állapotot. A bipoláris csírázó spórák közé tartoznak a monospórák, amelyek a makroszkopikus thalluszon keletkeznek, és szükségesek ennek a fázisnak a szaporodásához, a Conchocelis filamentumokon fejlődő és makroszkopikus fázist eredményező konkospórákat, valamint egyes porfírfajok esetében a lombos tallust reprodukáló aplanospórák. Mindezen spórák csírázásához bizonyos fényperiódusra van szükség. A nem csírázó spórák az "anyasejt" tartalmának többszöri, több mint ) osztódásával jönnek létre.
