Водоросль спирогира: биологические характеристики, разновидности, цикл развития и способы размножения

Место обитания спирогиры

Спирогира это один из самых интересных представителей зигнемовых, родовая принадлежность — нитчатые зеленые водоросли. Если взять всю Землю, внимательно исследовать самые удаленные уголки, нельзя будет найти более распространенную водоросль чем спирогира.

Чтобы узнать спирогира среда обитания, посмотрите на список ниже, где перечислено все, что любит водоросль:

1. Водоемы с пресной водой, в идеале — стоячая, но допускается небольшое течение;
2. Дно водоемов, где течение выражено наименее сильно.

Ботанике известно более 200 видов спирогиры, при этом, 120 можно встретить на территории России.

Спирогира: что это такое и чем она угрожает Байкалу

Чем она опасна для экологии Байкала?

1. Вытесняет байкальских эндемиков.
Из-за большого количества цветущей нитчатки на дне озера (спирогира обнаружена даже на глубине в 40 метров), вытесняются некоторые виды микроорганизмов. Например, коренные обитатели Байкала – брюхоногие моллюски. После появления в озере спирогиры их число значительно уменьшилось. Она уничтожает байкальских губок-эндемиков, благодаря которым вода в озере остается кристально чистой. Также она занимает места нерестилищ бычка желтокрылки, которым питается байкальский омуль.

2.Отравляет воду

В некоторых районах берега Байкала покрыты толстым слоем сгнившей спирогиры. Это существенно сказывается на качестве воды – она становится непригодной для употребления людьми и животными. Чтобы очистить пляж от водоросли, требуется немало усилий. Приходится копать почти на 30 сантиметров в глубину. Рыбалка также становится практически невозможной. Густая тина заполоняет лодки и сети.

На сегодняшней день изучением байкальской спирогиры активно занимаются ученые из Лимнологического института СО РАН. Пока исследователи не пришли к единому мнению, представляет ли спирогира реальную угрозу для озера или же перечисленные последствия являются результатом совокупности многих факторов. Но уже сейчас неблагоприятные последствия распространения водоросли очевидны.

Какова причина распространения нитчатой водоросли?

Одни полагают, что причиной размножения спирогиры стали благоприятные для нее теплые погодные условия, которыми характеризовался один из сезонов на Байкале. Однако с наступлением холодов количество нитчатки ничуть не уменьшилось. Ледяная вода не стала препятствием для образования густой зеленой пелены на озере.

Другие связывают заполонение воды спирогирой с резким ухудшением экологической обстановки в районе Байкала. Очистные сооружения, установленные в окрестностях, давно устарели и не справляются со своей задачей. Оборудование нуждается в срочной модернизации.

Кроме того, из года в год проблемы с экологией усугубляют незаконные свалки и нелегальные застройки. Туристическая инфраструктура и частный сектор тоже оказывают неблагоприятное влияние на и без того ухудшающуюся обстановку.

Что делать?

Как помочь самому чистому озеру на планете не превратиться в грязное болото?

Для этого нужно провести целый ряд масштабных действий внутри байкальского бассейна:

• Полностью ликвидировать сток отходов в озеро. Необходимо соорудить так называемый водный кластер, который будет собирать отбросы с организованных причалов и судов. Через него будут проходить канализационные стоки, все пищевые отходы и сухой мусор.

•​ Создать систему экологически безопасных современных очистных сооружений. А также полностью запретить на территории Байкала применение всевозможных моющих средств, в составе которых содержатся фосфаты. Синтетические вещества губительно влияют не только на состояние окружающей среды, но и на здоровье человека.

• Развивать экологический, а не коммерческий туризм. В настоящее время межрегиональная общественная организация «Большая Байкальская Тропа» активно развивает систему уникальных маршрутов и экологических троп, прогулки по которым сопровождаются уборкой территории. Присоединиться к волонтерам и внести свой вклад в его развитие может любой желающий.

Биологические особенности спирогиры

Выяснив, спирогира где обитает, перейдем к рассмотрению биологических особенностей организмов. Сама по себе спирогира близка к высшим растениям, несмотря на это, организм у нее простой, да и жизнедеятельность не отличается сложностью. Представляет собой скопление тончайших нитей, которые формируют структуру, внешне похожую на комки. Такие организмы могут покрывать собой всю поверхность водоема.

В ряде случаев водоросль живет даже в искусственных водоемах и бассейнах, в результате чего возникает потребность в регулярной очистке. Спирогира очень любит свет. Поэтому для борьбы с водорослью некоторые прибегают к искусственному ограничению освещения. Мера может быть эффективной, но в домашних аквариумах не всегда может быть реализована. Водоросль относится к автотрофам, может питаться исключительно с помощью фотосинтеза.

Что такое хроматофоры в биологии

В клетках живых существ содержатся различные органоиды (органеллы), имеющие разные функции. Хроматофоры – это органоиды клетки, расположенные в цитоплазме и придающие ей окраску. Можно называть так все органеллы клетки, имеющие цвет, но закрепился этот термин за окрашенными телами в клетках водорослей. Аналогичные образования у высших растений называются хлорофильными зёрнами и хлоропластами.

Иногда хроматофоры называют хлоропластами водорослей. Но нужно заметить, что клетки рыб, содержащие цветовой пигмент, тоже часто называют хроматофором, хотя они к растениям никакого отношения не имеют. Также он встречается у некоторых других животных и фотосинтезирующих бактерий.

Можно по-другому объяснить, что собой представляет хроматофор. По своему строению хроматофоры — это пластиды. Как известно, пластидами именуются органоиды растительных клеток, которые имеют гладкую мембрану снаружи и мембрану внутри, образующую выросты. Лейкопласты, хромопласты и хлоропласты относятся к пластидам. В свою очередь, хроматофор как образование, аналогичное хлоропласту, также относится к пластидам.

Размножение спирогиры

Поскольку существует множество видов спирогир, отличаются механизмы размножения. Вегетативный способ заключается в размножении в результате повреждения, либо разрыва отдельно взятой нити. Формируются отдельные отрезки, каждый из которых превращается в полностью самостоятельный организм.

Схема размножения спирогиры

Половой способ более сложный. Если две нити появляются рядом, из стенок появляются копуляционные выросты, с помощью которых формируется общий канал. Это явление называется конъюгация спирогиры или половое размножение спирогиры. В результате формируется зигота, из которой появляется новый самостоятельный организм.

Описание размножения спирогиры кратко

Общие сведения о водорослях

Водоросли бывают одноклеточные и многоклеточные, также существуют колониальные формы. У одних в клетке отсутствует оболочка, а есть лишь уплотненный слой протоплазмы. Это позволяет водоросли менять форму. У других водорослей оболочка плотная, с большим содержанием целлюлозы, а у некоторых она даже пропитана минеральными веществами – известью, кремнезёмом.

Клетки водорослей могут иметь как одно, так и несколько ядер, а могут и вообще не иметь оформленного ядра. Тогда протопласт имеет заметную окраску, а его центр не окрашен.

У некоторых представителей водорослей красящий пигмент содержится в хроматофорах, в которых обычно находятся пиреноиды (плотные тельца с большим содержанием белков), а вокруг пиреноидов откладываются запасы крахмала. Тип питания большей части водорослей автотрофный (за счет энергии света, проникающего сквозь толщу воды).

Жизненный цикл спирогиры

Осенью спирогира начинает свое размножение. Происходит конъюгация (половое размножение), после которой образуется диплоидная зигота, которую окружает плотная оболочка. Затем зигота с помощью мейоза делится, образуя 4 клетки, из которых 3 погибают. Оставшаяся клетка прорастает в нить спирогиры. Эта клетка несет в себе гаплоидный набор хромосом, а, значит, способна к мутации. Вырастает новая спирогира и процесс снова повторяется.

Спирогира (Spirogyra)

Представителем многоклеточных форм класса Конъюгаты (Conjugatophyceae, Zygnematophyceae) может служить нитчатая водоросль спирогира (Spirogyra). Она является одной из наиболее распростра­ненных у нас нитчатых водорослей и насчитывает около 275 видов. Спи­рогира встречается в ручьях, речках, прудах, озерах и образует слизи­стые на ощупь скопления нитей. Крупные клетки спирогиры (рис. 224) имеют протоплазму, расположенную постенным слоем. В протоплазме на­ходится хроматофор в виде спиральной ленты, опоясывающей всю клет­ку. Иногда имеется несколько таких спиральных лент. Хроматофор содер­жит большое количество пиреноидов. В центре клетки расположено ядро, подвешенное на протоплазменных нитях, отходящих от постенного слоя протоплазмы. Середина клетки занята вакуолей с клеточным соком.

Все клетки спирогиры способны к делению. Деление их происходит в летнее время через один-два часа после захода солнца. Сначала делится ядро, затем формируется поперечная перегородка, рассекающая хроматофоры на две половины. У конъюгатов отсутствуют и апланоспоры, а также и ти­пично выраженные гаметы.

Размножение осуществляется описанным выше делением клетки и раз­рывом нитей на отдельные многоклеточные участки.

Половой процесс протекает в виде так называемой конъюгации. Две нити спирогиры становятся параллельно друг к другу и сближаются. В клетках соседних нитей возникают выросты, растущие по направлению друг к другу (рис. 242). После смыкания выростов оболочка их растворяет­ся и образуется канал, по которому содержимое одной клетки, обособив­шись от оболочки, переливается в другую клетку. Происходит слияние про­топластов и образование зиготы. Такой половой процесс получил название лестничной конъюгации. Зигота одевается толстой оболочкой и после периода покоя (перезимовки) прорастает. Первое деление зиготы редукционное. Из возникающих четырех клеток три отмирают, а четвертая образует проросток, выходящий при прорастании наружу.

Спирогира относится к порядку Зигнемовых (Zygnemales). Кроме спи­рогиры, сюда принадлежит широко распространенная у нас нитчатка зигнема (Zygnema), в клетках которой имеется по два хроматофора звездчатой формы (рис. 243, 1). Материал с сайта https://worldofschool.ru

На этой странице материал по темам:

• Краткое сообщение о спирогире

• Происхождение спирогиры

• Спирогира питание

• Питание спирогиры

• Спирогира. роль природе

Хроматофоры у животных

У животных хроматофоры — это меланофоры (не путать с меланоцитами человека, это совсем другие клетки). Употребляют оба названия.

Они участвуют в изменении окраски под воздействием внешних факторов. Эктоплазма хроматофора, определяющая его форму, крепится твердыми образованиями – фибриллами; она участвует в регуляции обменных процессов, а также может контактировать с нервной системой, в результате поступления из которой сигналов хроматофор начинает функционировать по-другому. Из всех хроматофоров только меланофоры имеют нервные окончания.

Так, известны многие виды животных, способных к мимикрии – изменению окраса в зависимости от фона и окружающих предметов. Медленные изменения цвета характерны для гусениц некоторых бабочек и ряда паукообразных. У головоногих моллюсков, амфибий, рептилий и ракообразных встречается быстрая перемена окраса, осуществляемая посредством перемещения пигментных зерен в хроматофорах. Спектр расцветок при этом может быть разнообразным. Например, одна из африканских лягушек может менять цвет на белый, желтый, оранжевый, коричневый, серый, красный, розовый и другие. Такой же механизм смены цвета и у всем известных хамелеонов.

Хроматофоры у рыб

В отличие от прочих животных, изменение окраски рыб обусловлено изменением числа хроматофоров. Это происходит не только под воздействием нервных сигналов, но и при участии гормонов. Скорее всего, это зависит от конкретной ситуации, и при разных условиях происходит либо нервная, либо гормональная регуляция.

Такие рыбы, как бычки или камбалы, могут в точности скопировать вид грунта. В этом случае, главная роль принадлежит нервной системе. Рыба воспринимает рисунок грунта с помощью глаз и эта картинка, трансформируясь в нервные сигналы, поступает в нервную «сеть», откуда идут сигналы к нервным окончаниям меланофор. Смена окраски происходит бессознательно, с помощью симпатических нервов.

Гормональное же действие заметно во время нереста – периода, когда рыбы готовы к размножению. Половозрелые самцы под воздействием гормонов приобретают привлекательную для самок окраску. Она становится ярче, когда самка появляется в поле зрения. Здесь проявляется смешанное действие гормональной и нервной системы: когда самец видит женскую особь, сигнал поступает через зрительные нервы в нервную систему, а потом уже к хроматофорам, которые, расширяясь, делают цвет ярче.

Нужно отметить, что, помимо меланофоров, у рыб существуют и другие хроматофоры – гуанофоры. Впрочем, их можно причислять к хроматофорам формально, потому что вместо пигментных зерён они содержат кристаллическое вещество гуанин, из-за которого у рыбы появляется блестящий серебристый окрас. Из меланофоров иногда ещё выделяют ксантофоры и эритрофоры.