Názvy pigmentov hnedých rias. Hnedé a červené riasy

Aký je fenomén spiruliny? Stovky vedcov z celého sveta dôkladne skúmali jeho chemické zloženie a biologické účinky na organizmus zvierat a ľudí. Výsledky týchto štúdií možno nájsť vďaka prácam Hiroshi Nakamuru (Japonsko), Christophera Hillsa a Roberta Henrichsona (USA).

Zvláštnosťou spiruliny je, že je založená na fotosyntéze – procese priamej absorpcie energie zo slnečného žiarenia, ktorá je typická pre formy života rastlín. Biochemické zloženie bunky spiruliny je zároveň do určitej miery podobné zloženiu živočíšnych buniek. Kombinácia vlastností rastlinných a živočíšnych organizmov v bunkách mikrorias je ďalším faktorom podmieňujúcim vysokú biologickú hodnotu spiruliny.

Biomasa spiruliny obsahuje úplne všetky látky, ktoré človek potrebuje pre normálny život. Množstvo špeciálnych látok – bioprotektorov, biokorektorov a biostimulantov – sa nenachádza v žiadnom inom produkte prírodného pôvodu. To určuje skutočne fenomenálne vlastnosti spiruliny ako potravinového produktu a širokospektrálneho terapeutického činidla.

Modrozelené riasy, ku ktorým patrí spirulina, majú bunkovú stenu pozostávajúcu z mureínového mukopolyméru, ktorý je ľahko stráviteľný ľudskými tráviacimi šťavami, na rozdiel napríklad od jednobunkovej zelenej riasy chlorella, ktorá má celulózový obal, ktorý môže byť zničená len mikroflórou prežúvavcov.

Jeho mäkká bunková stena z neho robí najstráviteľnejšiu potravinu na svete. Výskum ukázal, že spirulina nemá obdobu vďaka najkvalitnejším bielkovinám rastlinného pôvodu, najvyššej stráviteľnosti dietetických prvkov a nasýteniu najdôležitejších vitamínov a minerálov.

Obsah bielkovín v spiruline (60–70 %) je oveľa vyšší ako v akomkoľvek inom tradičnom potravinovom produkte. Pre porovnanie: vajcia obsahujú 47% bielkovín, hovädzie mäso - 18-21%, sójový prášok - 37%. Proteín spirulina navyše obsahuje všetky aminokyseliny potrebné (nenahraditeľné) pre normálne fungovanie ľudského tela, zabezpečujúce normálny vývoj rastúcich buniek a vitálne potreby už vytvorených a starnúcich buniek.

Spirulina obsahuje 10 až 20 % cukrov, ktoré sú ľahko stráviteľné s minimálnym množstvom inzulínu. Spirulina obsahuje veľmi málo cholesterolu (32,5 mg/100 g), kým vajce obsahuje na rovnaké množstvo bielkovín 300 mg, takže pravidelná konzumácia spiruliny vedie k zníženiu cholesterolu v tele. Jeho zloženie zahŕňa až 8% tuku, zastúpeného najdôležitejšími mastnými kyselinami (laurová, palmitová, stearová, olejová, linolová, β-linolénová, β-linolénová atď.). Najmä kyselina ?-linolénová má veľkú hodnotu pri liečbe impotencie u mužov, frigidity, zníženého libida u žien a pod. V kombinácii s vitamínom E tieto zložky zlepšujú funkciu reprodukčných orgánov, podporujú vznik a normálny priebeh tehotenstva a po pôrode zvýšenie tvorby mlieka Spirulina je obohatená o makro- a mikroprvky potrebné pre normálny priebeh metabolických procesov v tele. A čo je obzvlášť dôležité, spirulina obsahuje najdôležitejšie vitamíny - A, B, B, B, B - v optimálnom pomere. 6 , IN 12 , PP, biotín, kyselina listová, pantotenát, C a E.

Spirulina je najbohatšia na obsah betakaroténu, obsahuje ho 10x viac ako mrkva. Betakarotén je jedným z najsilnejších antioxidantov a imunostimulantov, ktoré bránia rozvoju kardiovaskulárnych chorôb a rakoviny. Spirulina v optimálnych podmienkach kultivácie akumuluje beta-karotén v množstve 3000 mcg/g a viac, čo je mnohonásobne vyššie ako jeho koncentrácia v tradičných produktoch. Normálnu hladinu betakaroténu v ľudskej krvnej plazme (0,5–1,5 µmol/l) možno dosiahnuť dodatočným denným príjmom (okrem jedla) 2–6 mg vitamínu denne. Toto množstvo betakaroténu obsahuje iba 1-2 g spiruliny. V čom Terapeutický a profylaktický účinok betakaroténu spiruliny je niekoľkonásobne vyšší ako v súčasnosti používaného syntetického betakaroténu v medicíne.

Spirulina obsahuje oveľa viac vitamínov B ako mäsové výrobky, strukoviny a rôzne obilniny, pri kulinárskej úprave sa z nich zničí až 40 %. 1 g sušiny spiruliny obsahuje: tiamín (B 1 ) – 30–50 mcg, riboflavín (B 2 ) – 5,5–35 mcg, pyridoxín (B 6 ) – 3–8 mcg, kyanokobolamín (B 12 ) – 1–3 mcg. Spirulina je obzvlášť bohatá na vitamín B 12 (s prihliadnutím na stráviteľnosť sa 1 g spiruliny rovná 100 g vareného mäsa). Má vysoký obsah vitamínu B 12 vysvetľuje vysoký pozitívny terapeutický účinok zaznamenaný pri užívaní spiruliny u pacientov s poruchami krvotvorby (predovšetkým anémia rôzneho charakteru), metabolizmom lipidov (hypercholesterolémia), tukovou degeneráciou pečene, polyneuritídou a neuralgiou. Spirulina obsahuje aj kyselinu listovú (vitamín B 9 ) (0,1–0,5 mcg/g), niacín (vitamín B 3 ) (118 mcg/g), inozitol (vitamín B) (350 – 640 mcg/g), biotín (vitamín H) (0,012 – 0,05 mcg/g), kyselina askorbová (vitamín C) (2120 mcg/g), β -tokoferol (vitamín E) (190 μg/g). Z hľadiska obsahu vitamínu PP je spirulina oveľa lepšia ako hovädzia pečeň, obličky, jazyk, hydina a králičie mäso.

Užitočnosť vitamínov spiruliny spočíva v ich vyváženom komplexe. Podľa moderných predstáv prírodné vyvážené komplexy antioxidantov (beta-karotén, alfa-tokoferol, kyselina listová, železo, selén atď.) obsiahnuté v rastlinných potravinách, ako je spirulina. napriek nízkym koncentráciám (neporovnateľným s v súčasnosti odporúčanou dennou potrebou) majú výraznejší ochranný účinok na ľudský organizmus ako veľké dávky jednotlivých syntetických vitamínov alebo ich zmesí, ktoré nie vždy poskytujú citeľný pozitívny účinok a niekedy spôsobujú škody . To podľa mnohých výskumníkov do značnej miery určuje opakovane potvrdené imunostimulačné, rádioprotektívne a protinádorové vlastnosti spiruliny.

Spirulina obsahuje takmer celý súbor minerálov, ktoré človek potrebuje. Navyše sa v spiruline nachádzajú v ľahko stráviteľnej forme. Obsah fosforu, vápnika a horčíka v spiruline je výrazne vyšší (asi 2-3 krát) ako v rastlinných a živočíšnych produktoch bohatých na tieto prvky (hrach, arašidy, hrozienka, jablká, pomaranče, mrkva, ryby, hovädzie mäso atď.) Najdôležitejšie však je, že minerály obsiahnuté v rastlinnej strave a varenom mäse (ryby) sa vstrebávajú menej ako tie, ktoré obsahuje spirulina. Železo, životne dôležité pre ľudský hematopoetický systém (súčasť hemoglobínu, červených krviniek, svalového myoglobínu a enzýmov), telo absorbuje o 60 % lepšie ako iné suplementy, ako je síran železnatý. Užívanie 4 g spiruliny denne poskytuje rýchle zvýšenie hemoglobínu v krvi. Osobitnú pozornosť si zasluhuje zvýšený obsah mikroprvkov ako zinok, selén, chróm, jód, železo, meď, mangán v spiruline.

Spirulina obsahuje tri farbiace pigmenty: karotenoidy, chlorofyl a fykocyanín, ktoré pomáhajú telu syntetizovať mnohé enzýmy potrebné na reguláciu telesného metabolizmu. Najdôležitejším z nich pre človeka je modrý pigment fykocyanín. Výskum japonských a amerických lekárov ukazuje, že fykocyanín posilňuje imunitný systém a zvyšuje činnosť lymfatického systému tela. Jeho hlavná funkcia je ochranná, zameraná na udržanie zdravých orgánov a tkanív tela a ochranu pred infekciami a inými chorobami.

Spirulina chlorofyl má štruktúru a chemické zloženie blízke molekule hemu v krvi. V kombinácii s komplexom látok obsiahnutých v spiruline podporuje biosyntézu hemoglobínu, čo umožňuje v krátkom čase normalizovať funkciu krvotvorných orgánov.

Spirulina, ktorá obsahuje kompletné bielkoviny, uhľohydráty, tuky, mikro- a makroprvky, vitamíny, fykocyanín, betakarotén, kyselinu β-linolovú a ďalšie biologicky aktívne zložky, je teda schopná každá jednotlivo, a najmä spolu, poskytnúť silný pozitívny vplyv na ľudský organizmus a prispieť k normalizácii existujúcich porúch, ak je to potrebné, alebo zvýšiť obranyschopnosť organizmu a v dôsledku toho jeho výkonnosť a odolnosť voči nepriaznivým faktorom životného prostredia.

Kelp

Hnedé riasy sú výbornou surovinou na výrobu množstva liečiv a biologicky aktívnych prísad do potravín.

Charakteristickým znakom zloženia hnedých rias, ktoré zahŕňajú kelp, je vysoký obsah kyseliny algínovej a jej solí (13–54% suchého zvyšku), ktoré chýbajú v zelených a červených riasach. Okrem kyseliny algínovej obsahuje kelp aj ďalšie polysacharidy: fukoidan a laminarín.

Senzačný objav v Japonsku je spojený s fukoidanom. Vedci si všimli, že najnižšiu úroveň rakoviny má ostrov Okinawa. Vykonalo sa množstvo štúdií. Ukázalo sa, že obyvatelia ostrova Okinawa jedia hnedé morské riasy surové, zatiaľ čo zvyšok Japoncov ich jedia varené. Ukázalo sa, že dôvodom sú polysacharidy fukoidan a laminarín. Keď sa dostanú do ľudského tela, rakovinové bunky začnú odumierať. Ale fukoidan sa pri varení rozpadá. Fucoidan zabraňuje procesu adhézie buniek a zabraňuje metastázam. Stimuláciou fagocytózy pôsobia algináty, fukoidan a laminarín protinádorovo, ničia nielen rakovinové bunky, ale aj metastázy v neskorších štádiách rakoviny. Fucoidan a laminarin sú účinné nielen proti širokému spektru foriem rakoviny, ale tiež pomáhajú obnoviť telesné funkcie pacientov, ktorí podstúpili intenzívnu chemoterapiu a radiačnú terapiu. Proces obnovy je oveľa rýchlejší, celkový stav tela sa zlepšuje, stratené vlasy dorastajú a funkcia pečene sa obnovuje.

Ďalšou vlastnosťou fukoidanových a laminarínových polysacharidov je prevencia a liečba kardiovaskulárnych ochorení. Tieto ochorenia do značnej miery závisia od rovnováhy lipidov, ktorých nerovnováha vedie k zvýšenému sklonu k tvorbe aterosklerotických plátov v cievach. Polysacharidy fukoidan a laminarín pomáhajú napraviť situáciu, najmä keď sa choroba ešte nerozvinula. Laminarin má tiež hypotenzívny účinok a vykazuje antikoagulačnú aktivitu, ktorá predstavuje 30% aktivity heparínu, zabraňuje prejavom choroby z ožiarenia a chráni pred deštruktívnymi účinkami ionizujúceho žiarenia.

Dnes je známe, že fukoidan je regulátorom metabolických procesov a imunokorektorom, ktorého pôsobenie je založené na aktivácii prirodzených obranných mechanizmov proti patogénnym mikroorganizmom. Polysacharidy fukoidan a laminarín stimulujú fagocytózu. Fagocytové bunky sú hlavnými organizmami v tele, zachytávajú a trávia mikroorganizmy a produkty ich rozpadu.

Hlavnou účinnou látkou riasy je však kyselina algínová. Kyselina algínová bola prvýkrát objavená v roku 1883 Stanfordom. Aplikovaný význam kyseliny algínovej a jej derivátov je určený jej štruktúrou, ktorá vzniká v procese prirodzenej biosyntézy v hnedých riasach rôznych oblastí svetového oceánu. V súčasnosti množstvo výskumníkov tvrdí, že ide o polysacharid s vysokou molekulovou hmotnosťou pozostávajúci z kyseliny D-manurónovej a L-hyalurónovej. Ich pomer v alginátoch ťažených v rôznych krajinách je výrazne odlišný, čo zase určuje rozdiel vo fyzikálno-chemických vlastnostiach. Práve komplex týchto vlastností alginátov, najmä schopnosť tvoriť viskózne vodné roztoky, dokonca pasty, homogenizačné a emulzné vlastnosti, filmotvornosť a mnohé ďalšie, slúžili ako základ pre široké použitie týchto látok. v rôznych priemyselných odvetviach vrátane farmácie.

V modernej medicíne existujú tri hlavné oblasti použitia alginátov:

1) ako pomocné chemické a farmaceutické látky na výrobu rôznych liekových foriem;

2) ako lekárske výrobky vo forme gázy, vaty, obrúskov, špongií a iných na lokálnu hemostázu počas vonkajšieho a intrakavitárneho krvácania;

3) ako lieky a doplnky stravy rôznych smerov účinku.

Široké používanie alginátov je spôsobené ich praktickou neškodnosťou a dobrou znášanlivosťou.

Kyselina algínová a jej soli majú množstvo užitočných vlastností, ale zároveň sa vyznačujú jedinečnými vlastnosťami, ktoré sú im vlastné. Z vonkajšieho hľadiska sú algináty rôsolovitá látka, ktorej priľnavosť je 14-krát väčšia ako priľnavosť škrobu a priľnavosť arabskej gumy 37-krát. Táto vlastnosť umožnila ich použitie v rôznych priemyselných odvetviach ako zahusťovadlá a želírovacie činidlá.

Kyselina algínová a jej soli majú množstvo jedinečných liečivých vlastností, z ktorých niektoré sú spôsobené ich rôsolovitou konzistenciou. Schopnosť kyseliny algínovej a jej solí zastaviť krvácanie sa osvedčila pri liečbe ulceróznych lézií gastrointestinálneho traktu.

Soli kyseliny algínovej, ak sa užívajú perorálne, majú antacidové vlastnosti (znižujú agresívne prekyslenie žalúdočnej šťavy) a stimulujú hojenie ulceróznych lézií sliznice žalúdka a čriev. Keď sa algináty dostanú do gastrointestinálneho traktu, interagujú s kyselinou chlorovodíkovou v žalúdočnej šťave a vytvárajú gél, ktorý pokrýva sliznicu, chráni ju pred ďalším vystavením kyseline chlorovodíkovej a pepsínu a zastavuje krvácanie.

Pozitívny účinok na gastrointestinálny trakt a tráviace procesy je tiež spojený so schopnosťou alginátov mať výrazný sorbčný účinok. Sú schopné viazať a odstraňovať produkty rozkladu uhľohydrátov, tukov a bielkovín, solí ťažkých kovov a rádionuklidov z tela. To tiež umožnilo použiť algináty v komplexnej liečbe dysbiózy, neutralizujúce vedľajšie produkty, ktoré narúšajú vývoj normálnej prirodzenej črevnej flóry. Výskumy zistili, že algináty si zachovávajú svoju vlastnú črevnú mikroflóru, čím potláčajú aktivitu patogénnych baktérií, ako sú stafylokoky, huby Candida atď. Algináty vykazujú antimikrobiálny účinok už v malých koncentráciách.

Algináty sú schopné posilniť oslabenú peristaltiku čriev a žlčníka, čo umožňuje ich použitie v prípadoch oslabenej motorickej aktivity čriev (plynatosť a nadúvanie), ako aj pri dyskinéze žlčníka.

Algináty sú široko používané na udržanie a obnovu poškodeného imunitného systému, pretože majú jedinečné imunostimulačné schopnosti. Po prvé, algináty stimulujú fagocytózu. Stimulácia fagocytárnej obrany zabezpečuje antimikrobiálnu, antifungálnu a antivírusovú aktivitu prípravkov z riasy. Algináty sú schopné sorbovať (viazať) nadbytočné množstvá špeciálnej triedy imunoglobulínov (E), ktoré sa podieľajú na vzniku akútnych alergických ochorení a reakcií. Hypoalergénny účinok je vlastný najmä alginátu vápenatému, ktorý vďaka obsahu vápenatých iónov zabraňuje uvoľňovaniu biologicky aktívnych látok (histamín, serotonín, bradykinín atď.), v dôsledku čoho nevzniká alergický zápal.

Algináty stimulujú syntézu lokálnych špecifických obranných protilátok (imunoglobulíny triedy A). To zase robí kožu a sliznice dýchacích ciest a gastrointestinálneho traktu odolnejšie voči patogénnym účinkom mikróbov.

Algináty sa tiež používajú lokálne na liečbu paradentózy, erózií krčka maternice, žalúdočných a dvanástnikových vredov.

Chirurgovia široko používajú samovstrebateľné obväzy na hojenie rán vyrobené na báze alginátov na liečbu rán, popálenín, trofických vredov a preležanín. Alginátové obväzy majú dobré drenážne vlastnosti, absorbujú exsudát z rany, podporujú rýchle čistenie rán a znižujú intoxikáciu tela. Obväzy majú hemostatické vlastnosti a stimulujú procesy regenerácie tkaniva.

Antisklerotický účinok riasy sa vysvetľuje prítomnosťou antagonistu cholesterolu - betasitosterolu v jej zložení. Pomáha rozpúšťať usadeniny cholesterolu usadené na stenách ciev. Okrem toho biologicky aktívne zložky rias aktivujú ľudské enzýmové systémy, čo tiež pomáha čistiť cievy. Pokles hladiny cholesterolu v krvi je do značnej miery spôsobený prítomnosťou polynenasýtených mastných kyselín v chaluhe. V riasach sa našli látky podobné hormónom s antisklerotickými účinkami. Laxatívny účinok je spojený so schopnosťou kelového prášku silne napučiavať a zväčšujúcim sa objemom dráždiť receptory črevnej sliznice, čo zlepšuje peristaltiku. Obalový účinok kyseliny algínovej pomáha oddialiť vstrebávanie vody v čreve, čo vedie k normalizácii stolice. Priaznivá kombinácia vlákniny a minerálnych solí v morských riasach nielenže odstraňuje zápchu, ale dlhodobo upravuje aj zhoršenú funkciu tráviacich orgánov.

Potravinové produkty z chaluh sú výrazne horšie v obsahu a kvalitatívnom zložení bielkovín a uhľohydrátov ako potravinové produkty pripravené zo suchozemských rastlín, ale majú cenné vlastnosti, ktoré rastlinné potravinové suroviny suchozemského pôvodu nemajú. Medzi tieto vlastnosti patria:

1) schopnosť absorbovať veľké množstvo vody a zväčšiť objem;

3) vyšší obsah rôznych makro- a mikroprvkov ako u suchozemských rastlín.

V tomto ohľade by sa morské riasy v strave nemali považovať za zdroj na pokrytie energetických nákladov tela, ale za zložku stravy.

Riasy, vo väčšej miere ako iné živé tvory podmorského kráľovstva, majú schopnosť extrahovať a akumulovať množstvo prvkov z morskej vody. Koncentrácia horčíka v morských riasach teda prevyšuje koncentráciu v morskej vode 9 až 10-krát, síry 17-krát a brómu 13-krát. 1 kg kelu obsahuje toľko jódu, koľko je rozpustených v 100 000 litroch morskej vody.

Z hľadiska obsahu mnohých chemických prvkov riasy výrazne prevyšujú suchozemské rastliny. Bóru je teda v riasach 90-krát viac ako v ovse, 4–5-krát viac ako v zemiakoch a repe. Množstvo jódu v chaluhe je niekoľko tisíckrát väčšie ako v suchozemskej flóre. Minerálne látky rias sú zastúpené najmä (75–85 %) vo vode rozpustnými draselnými a sodnými soľami (chloridy, sírany). Morské riasy obsahujú pomerne veľké množstvo vápnika: 100 g morských rias obsahuje 155 mg. Suché morské riasy obsahujú v priemere 0,43 % fosforu, zatiaľ čo sušené zemiaky a sušená mrkva obsahujú takmer o polovicu menej.

Riasy sa hromadia vo veľkom množstve nielen rôznych mikro- a makroprvkov, ale aj mnohých vitamínov. Kelp obsahuje množstvo provitamínu A, ktoré zodpovedá jeho obsahu v bežnom ovocí: jablká, slivky, čerešne, pomaranče. Podľa obsahu vitamínu B 1 kelp nie je horší ako sušené droždie. 100 g suchej hnedej riasy obsahuje až 10 mcg vitamínu B 12 . O riasy je veľký záujem ako o zdroj vitamínu C v strave. Kelp obsahuje pomerne veľké množstvo tohto vitamínu: 100 g suchého kelu obsahuje 15 až 240 mg a surové riasy 30–47 mg. Pokiaľ ide o obsah tohto vitamínu, hnedé riasy nie sú horšie ako pomaranče, ananás, jahody, egreše, zelená cibuľa a šťavel. Okrem vyššie uvedených vitamínov sa v riasach našli aj ďalšie vitamíny, najmä vitamíny D, K, PP (kyselina nikotínová), kyselina pantoténová a listová.

Morské rastliny obsahujú obrovské množstvo jódu. V 100 g suchého kelu sa teda obsah jódu pohybuje od 160 do 800 mg. Je známe, že v hnedých jedlých riasach je až 95 % jódu vo forme organických zlúčenín, z ktorých približne 10 % je spojených s bielkovinami, čo nemá malý význam. Okrem toho morský kel obsahuje určité množstvo mono- a dijódtyrozínu – inaktívnych hormonálnych látok obsiahnutých v tkanive štítnej žľazy, ktoré sú tiež organickými produktmi.

Umelo vytvorený produkt teda nemôže konkurovať živej prírode: morský kel má nielen veľa jódu, ale obsahuje aj biologicky aktívne látky, ktoré pomáhajú tento jód absorbovať. Organické zlúčeniny jódu v chaluhe pomáhajú normalizovať funkciu štítnej žľazy rýchlejšie ako ekvivalentné množstvo jodidu sodného. A to sa dá vysvetliť nielen jódom, ale aj obsahom makro- a mikroprvkov (molybdén, meď, kobalt atď.) a vitamínov v morských rastlinách, ktoré sú dôležité pre metabolické procesy.

Červené morské riasy

Červené riasy, rozšírené v moriach Ďalekého východu, dlho používané v potravinárstve a lekárskej praxi, obsahujú rôzne hydrokoloidy vrátane karagénanu. Karagénany, sulfátované polysacharidy, sa nachádzajú iba v červených morských riasach, nemajú medzi inými rastlinnými polysacharidmi analógy a sú široko používané vo farmaceutickom aj potravinárskom priemysle. Priemyselný záujem o karagénany je spôsobený ich schopnosťou vytvárať gély, zvyšovať viskozitu vodných roztokov, ako aj ich všestrannou biologickou aktivitou.

Existuje niekoľko druhov karagénanov, ktoré možno rozdeliť na takzvané želírujúce a negélujúce. Každý rastlinný druh môže obsahovať niekoľko typov karagénanov. Okrem toho zloženie a množstvo extrahovaného karagénanu závisí od miesta výskytu riasy, fázy jej životného cyklu a ročného obdobia. Praktické využitie karagénanu je do značnej miery určené jeho fyzikálno-chemickými vlastnosťami. Štrukturálne rozdiely karagénanov významne ovplyvňujú ich biologickú aktivitu. Karagénany vykazujú vysokú antikoagulačnú aktivitu pri nízkych koncentráciách. Používajú sa ako enterosorbent a rádioprotektor. Pri použití karagénanov u pacientov s aterosklerózou a dvanástnikovými vredmi sú pozitívne výsledky.

Priaznivé vlastnosti karagénanov otvárajú jedinečnú príležitosť vytvárať na ich základe terapeutické a profylaktické produkty. Pre potreby výroby bola vyvinutá receptúra na rôzne cukrárenské želé na báze karagénanu, ktoré je možné použiť na diétnu výživu.

Všetky riasy sa dobre líšia v súbore fotosyntetických pigmentov. Takéto skupiny v rastlinnej taxonómii majú štatút divízií.

Hlavným pigmentom všetkých rias je zelený pigment chlorofyl. Existujú štyri známe typy chlorofylu, ktoré sa líšia svojou štruktúrou: chlorofyl a– prítomný vo všetkých riasach a vyšších rastlinách; chlorofyl b– nachádza sa v zelených, charophyte, euglenoidných riasach a vyšších rastlinách: rastliny obsahujúce tento chlorofyl majú vždy jasne zelenú farbu; chlorofyl c– nachádza sa v heterokontných riasach; chlorofyl d– vzácna forma, vyskytujúca sa v červených a modrozelených riasach. Väčšina fotosyntetických rastlín obsahuje dva rôzne chlorofyly, z ktorých jeden je vždy chlorofyl a. V niektorých prípadoch namiesto druhého chlorofylu existujú biliproteíny. V modrozelených a červených riasach sa nachádzajú dva typy biliproteínov: fykocyanín- modrý pigment, fykoerytrín- červený pigment.

Povinné pigmenty zahrnuté vo fotosyntetických membránach sú žlté pigmenty - karotenoidy. Od chlorofylov sa líšia v spektre absorbovaného svetla a predpokladá sa, že plnia ochrannú funkciu, chránia molekuly chlorofylu pred ničivými účinkami molekulárneho kyslíka.

Okrem uvedených pigmentov riasy obsahujú aj: fukoxantín- zlatý pigment; xantofyl- hnedý pigment.

Koniec práce -

Táto téma patrí do sekcie:

Morské riasy

Fisheries University.. Inštitút morskej biológie pomenovaný po A. v Žirmunsky Dvor Ran.. l l Arbuzov..

Ak potrebujete ďalší materiál k tejto téme, alebo ste nenašli to, čo ste hľadali, odporúčame použiť vyhľadávanie v našej databáze diel:

Čo urobíme s prijatým materiálom:

Ak bol tento materiál pre vás užitočný, môžete si ho uložiť na svoju stránku v sociálnych sieťach:

Všetky témy v tejto sekcii:

Kryty buniek
Kryty buniek zabezpečujú odolnosť vnútorného obsahu buniek voči vonkajším vplyvom a dodávajú bunkám určitý tvar. Kryty sú priepustné pre vodu a nízke molekuly rozpustené v nej

Flagella
Monadické vegetatívne bunky a monadické štádiá v životnom cykle (zoospóry a gaméty) rias sú vybavené bičíkmi - dlhými a dosť hrubými bunkovými výrastkami, zvonka pokrytými plazmalemou. A

Mitochondrie
Mitochondrie sa nachádzajú v bunkách eukaryotických rias. Tvar a štruktúra mitochondrií v bunkách rias sú rozmanitejšie v porovnaní s mitochondriami vyšších rastlín. Môžu byť okrúhle

Plastidy
Pigmenty v bunkách eukaryotických rias sa ako vo všetkých rastlinách nachádzajú v plastidoch. V riasach sú dva typy plastidov: farebné chloroplasty (chromatofóry) a bezfarebné leukoplasty (ami

Jadro a mitotický aparát
Jadro riasy má štruktúru typickú pre eukaryoty. Počet jadier v bunke sa môže meniť od jedného do niekoľkých. Na vonkajšej strane je jadro pokryté plášťom pozostávajúcim z dvoch membrán, vonkajšej membrány

Monadický (bičíkový) typ štruktúry talu
Najcharakteristickejším znakom definujúcim tento typ štruktúry je prítomnosť bičíkov, pomocou ktorých sa monadické organizmy aktívne pohybujú vo vodnom prostredí (obr. 9, A). Pohyblivý š

Rhizopodiálny (améboidný) typ štruktúry
Najvýznamnejšími znakmi améboidného typu štruktúry sú absencia silných bunkových obalov a schopnosť améboidného pohybu pomocou qi dočasne vytvorenej na povrchu bunky.

Palmeloidný (hemimonádový) typ štruktúry
Charakteristickým znakom tohto typu štruktúry je kombinácia stacionárneho životného štýlu rastlín s prítomnosťou bunkových organel charakteristických pre monadické organizmy: kontraktilné vakuoly, stigma, turniket

Kokoidný typ štruktúry
Tento typ kombinuje jednobunkové a koloniálne riasy, nehybné vo vegetatívnom stave. Bunky kokoidného typu sú pokryté membránou a majú protoplast rastlinného typu (tonoplast bez sokrata

Trichálny (vláknitý) typ štruktúry
Charakteristickým znakom filamentózneho typu štruktúry je filamentózne usporiadanie nepohyblivých buniek, ktoré vznikajú vegetatívne v dôsledku delenia buniek, ku ktorému dochádza prevažne

Heterotrichálny (nevláknitý) typ štruktúry
Heterofilný typ vznikol na základe vláknitého typu. Heterofilamentný talus pozostáva väčšinou z horizontálnych nití, ktoré sa plazia pozdĺž substrátu a vykonávajú funkciu pripojenia, a zvislých pozdĺž

Parenchymálny (tkanivový) typ štruktúry
Jeden zo smerov evolúcie heterofilamentózneho talu bol spojený so vznikom parenchymatózneho talu. Schopnosť neobmedzeného rastu a delenia buniek v rôznych smeroch viedla k evolúcii

Sifonálny typ štruktúry
Sifonálny (nebunkový) typ štruktúry je charakterizovaný absenciou buniek vo vnútri talu, ktorý dosahuje relatívne veľké, zvyčajne makroskopické veľkosti a určitý stupeň diferenciácie.

Sifonokladálny typ štruktúry
Hlavnou črtou štruktúry sifonokladálneho typu je schopnosť vytvárať z primárneho nebunkového talu komplexne usporiadané talusy pozostávajúce z primárne viacjadrových segmentov. IN

Asexuálna reprodukcia
Nepohlavné rozmnožovanie rias sa uskutočňuje pomocou špecializovaných buniek - spór. Sporulácia je zvyčajne sprevádzaná rozdelením protoplastu na časti a uvoľňovaním štiepnych produktov z

Jednoduché delenie
Tento spôsob reprodukcie sa vyskytuje iba v jednobunkových formách rias. K deleniu dochádza najjednoduchšie v bunkách, ktoré majú améboidný typ stavby tela. Rozdelenie améboidných foriem

Fragmentácia
Fragmentácia je vlastná všetkým skupinám mnohobunkových rias a prejavuje sa v rôznych formách: tvorba hormogónií, regenerácia oddelených častí talu, spontánna strata vetiev, opätovný rast

Rozmnožovanie výhonkami, stolónmi, plodovými púčikmi, uzlinami, akinetami
V pletivových formách zelených, hnedých a červených rias nadobúda vegetatívne rozmnožovanie svoju úplnú podobu, ktorá sa len málo líši od vegetatívneho rozmnožovania vyšších rastlín. Držanie cesty

Sexuálna reprodukcia
Sexuálne rozmnožovanie v riasach je spojené so sexuálnym procesom, ktorý pozostáva zo splynutia dvoch buniek, čo vedie k vytvoreniu zygoty, ktorá vyrastie do nového jedinca alebo produkuje zoospóry.

Zmena jadrových fáz
Počas sexuálneho procesu sa v dôsledku splynutia gamét a ich jadier počet chromozómov v jadre zdvojnásobí. V určitom štádiu vývojového cyklu, počas meiózy, dochádza k zníženiu počtu chromozómov, v dôsledku

Endofyty/endozoity alebo endosymbionty
Endosymbionty alebo intracelulárne symbionty sú riasy, ktoré žijú v tkanivách alebo bunkách iných organizmov (bezstavovcov alebo rias). Tvoria akúsi ekologickú skupinu

Oddelenie modrozelených rias (cyanobaktérií) – sinice
Názov oddelenia (z gréckeho cyanos - modrý) odráža charakteristickú vlastnosť týchto rias - farbu talu, spojenú s pomerne vysokým obsahom modrého pigmentu fykocyanínu. Kyanogén

Poriadok – Chroococcales
Vyskytujú sa ako jednobunkové „jednoduché“ jedince alebo častejšie tvoria hlienovité kolónie. Keď sa bunky delia v dvoch rovinách, objavia sa jednovrstvové lamelárne kolónie. Rozdelenie v troch bodoch

Oddelenie červených rias – rhodophyta
Názov oddelenia pochádza z gréckeho slova rhodon ("rodon") - ružový. Farba červených rias je spôsobená rôznymi kombináciami pigmentov. Dodáva sa v šedej a fialovej farbe

Rad Banguiaceae–Bangiales
Rod Porphyra má stélku vo forme tenkej lesklej platne s hladkými alebo zloženými okrajmi, ktorá pozostáva z jednej alebo dvoch vrstiev tesne spojených buniek. Základňa dosky zvyčajne ide do

Objednajte si Rhodymeniales
Rod Sparlingia (Rodimenia) - ploché doštičky do výšky 45 cm, listovité a klinovité, v hornej časti rozšírené a dlaňovito členité, od svetloružovej alebo svetlooranžovej až po

Objednajte si Coralline - Corallinales
Rod Coralline je členitý, vejárovitý, rozkonárený ker do výšky 10 cm, rozvetvený, vápenatý, od ružovo-lila až po takmer biely. Rozmnožuje sa nepohlavne a pohlavne. Spo

Objednajte si Gigartinales – Gigartinales
Rod Hondrus - husté kožovité chrupavé kríky do výšky 20 cm, 3-4 krát rozvetvené, svetlo žlté, svetlo ružové, fialovo-tmavo červené. Rastie v dolnej časti pobrežnej zóny a

Rad Ceramiaceae – Ceramiales
Rod Ceramium je jemný, nadýchaný, segmentovaný ker do výšky 10 cm, dichotomicky alebo striedavo rozvetvený, tmavožltý s ružovkastým odtieňom. Rozvetvenie dvoch až štyroch objednávok, samozrejme

Rozdelenie rozsievok - bacilariophyta
Oddelenie sa nazýva Diatoms (z gréckeho di - dva, tome - rez, pitva), alebo Bacillaria (bacil - palica). Zahŕňa jednobunkové solitérne alebo koloniálne org.

Rozdelenie heterokontných rias (heterokontophyta)
Všetky heterokonty majú podobnú štruktúru bičíkového aparátu. Bičíky sú 2 a jeden z nich má veľmi charakteristické rúrkovité trojčlenné perovité výrastky alebo chĺpky - mastigonómy. Presne hotovosť

Taxonómia
Fosílne kokolity sú známe z mezozoických usadenín a boli hojné počas väčšiny období jury a kriedy. Prymneziofyty dosiahli svoju maximálnu diverzitu v neskorej kriede,

Oddelenie kryptofytných rias (kryptomonády) – kryptofyta
Oddelenie je pomenované podľa typového rodu Cryptomonas (z gréckeho kryptos – skrytý, monas – jednotlivec). Zahŕňa jednobunkové, pohyblivé, monadické organizmy. Kryptofytové bunky

A B C D E
Ryža. 53. Vzhľad kryptofytných rias (podľa: G.A. Belyakova et al., 2006): A – Rodomonas, B – Chromonas, C – Cryptomonas, D – Chilomonas, E – Goniomonas môžu za

Oddelenie zelených rias – chlorofytov
Zelené riasy sú najrozsiahlejšie zo všetkých oddelení rias, podľa rôznych odhadov majú 4 až 13 - 20 tisíc druhov. Všetky majú zelenú farbu tali, čo je spôsobené prevahou chlóru

Rad Ulothrixales – Ulotrichales
Rod Ulothrix (obr. 54). Druhy Ulotrix žijú častejšie v sladkej vode, menej často v mori, brakických vodných útvaroch a v pôde. Pripájajú sa k podvodným objektom a vytvárajú jasne zelené kríky.

Rad Bryopsidae – Bryopsidales
Väčšina druhov sa nachádza v sladkých a brakických vodách. Niektoré z nich rastú na pôde, na kameňoch, piesku a niekedy aj na slaniskách. Rod Bryopsis - vláknité kríky do 6-8 s

Objednajte si Volvocales - Volvocales
Rod Chlamydomonas (obr. 57) zahŕňa viac ako 500 druhov jednobunkových rias, ktoré žijú v čerstvých, malých, dobre vyhrievaných a znečistených vodných útvaroch: rybníky, kaluže, priekopy atď. Atď

Oddelenie Charophyta (Characeae) – Charophyta
Charofyty sú rad sladkovodných zelených rias, ktoré viedli k vyšším rastlinám. Ide o formy prevažne s vláknitým talom. Talus je často vertikálny, vypreparovaný a nesie

Oddelenie dinofyty (dinoflagellates) – dinophyta
1. Názov oddelenia pochádza z gréčtiny. dineo - otáčať sa. Spája prevažne jednobunkové monadické, menej často kokoidné, améboidné alebo palmeloidné, niekedy koloniálne

Oddelenie euglenozoa - euglenovae
Oddelenie je pomenované podľa typového rodu – Euglena (z gréckeho eu – dobre vyvinutý, glene – zrenica, oko). Zjednocuje jednotlivých monadických alebo améboidných predstaviteľov. Občas sa stretnúť

Slovníček pojmov
Autogamia je sexuálna reprodukcia, pri ktorej sa dve sesterské haploidné jadrá spájajú v spoločnej cytoplazme. Autospóra je štruktúra nepohlavného rozmnožovania, ktorá je

Dnes sú zelené riasy považované za najrozsiahlejšiu skupinu, ktorá má asi 20 tisíc druhov. Patria sem jednobunkové organizmy a koloniálne formy, ako aj rastliny s veľkým mnohobunkovým talom. Existujú zástupcovia, ktorí žijú vo vode (morskej a čerstvej), ako aj organizmy prispôsobené na prežitie na súši v podmienkach vysokej vlhkosti.

Oddelenie zelených rias: stručný popis

Hlavným rozlišovacím znakom predstaviteľov tejto skupiny je ich sfarbenie - všetky druhy sa vyznačujú zeleným alebo zelenožltým sfarbením. Môže za to hlavný pigment buniek – chlorofyl.

Ako už bolo spomenuté, rezort združuje úplne odlišných zástupcov. Existujú jednobunkové a koloniálne formy, ako aj mnohobunkové organizmy s veľkým, diferencovaným talom. Niektorí jednobunkoví zástupcovia sa pohybujú pomocou bičíkov, mnohobunkové sú spravidla pripevnené na dne alebo žijú vo vodnom stĺpci.

Hoci existujú organizmy s holými bunkami, väčšina zástupcov má bunkovú stenu. Hlavnou štruktúrnou zložkou bunkovej membrány je celulóza, ktorá sa mimochodom považuje za dôležitú systematickú charakteristiku.

Počet, veľkosť a tvar chloroplastov v bunke sa môže líšiť v závislosti od typu rastliny. Hlavným pigmentom je chlorofyl, najmä formy a a b. Čo sa týka karotenoidov, plastidy obsahujú najmä betakarotén a luteín, v malom množstve aj neosanthin, zeaxanthin a violaxantin. Zaujímavosťou je, že bunky niektorých organizmov majú intenzívnu žltú až oranžovú farbu – je to spôsobené hromadením karoténov mimo chloroplastu.

Niektoré jednobunkové zelené riasy majú špecifickú štruktúru - oko, ktoré reaguje na svetlo v modrom a zelenom spektre.

Hlavným skladovacím produktom je škrob, ktorého granule sú obsiahnuté najmä v plastidoch. Len niektorí zástupcovia rádu majú v cytoplazme uložené rezervné látky.

Oddelenie Zelené riasy: spôsoby rozmnožovania

V skutočnosti sa zástupcovia tohto poriadku vyznačujú takmer všetkými možnými metódami reprodukcie. môže dôjsť cez (jednobunkoví zástupcovia bez bunkovej membrány), fragmentáciu talu (táto metóda je typická pre mnohobunkové a koloniálne formy). U niektorých druhov sa vytvárajú špecifické uzliny.

Asexuálna reprodukcia je reprezentovaná nasledujúcimi formami:

zoospóry - bunky s bičíkmi, schopné aktívneho pohybu;
aplanospóry - takéto spóry nemajú bičíkový aparát, ale dobre vyvinuté bunky nie sú schopné aktívneho pohybu;
autospóry – tento typ spór je primárne spojený s adaptáciou na vonkajšie prostredie. V tejto forme môže telo čakať na sucho a iné nepriaznivé podmienky.

Sexuálne rozmnožovanie môže byť tiež rôznorodé – patrí sem oogamia, heterogamia, hologamia, ako aj izogamia a konjugácia.

Rad Zelené riasy: charakteristika niektorých zástupcov

Táto skupina zahŕňa mnoho slávnych predstaviteľov rastlinného sveta. V objednávke je napríklad aj spirogyra a chlorella.

Chlamydomonas je pomerne známy rod zelených rias, ktorý má veľký praktický význam. Do tejto skupiny patria jednobunkové organizmy s červeným okom a veľkým chromatoforom, ktorý obsahuje pigmenty. Práve chlamydomonas spôsobuje „kvitnutie“ jazierok, kaluží a akvárií. V prítomnosti slnečného svetla sa organická hmota produkuje fotosyntézou. Ale tento organizmus dokáže absorbovať látky z vonkajšieho prostredia. Preto sa chlamydomonas často používa na čistenie vody.

červená - fykoerytrín , oranžová - karotén a " xantofyl". Ďalšie pigmenty ovplyvňujú farbu rias a slúžia ako dôležitá systematická vlastnosť. Riasy sú rozdelené do niekoľkých typov. Typickí predstavitelia mikroskopických rias sú znázornení na obrázku.

Mikroskopické riasy.
A. Rozsievky B. Modrozelené riasy, C. Zelené riasy (Chlamydomonas)

Zelené riasy

Zelené riasy sú rozšírené v povrchových vodách. Medzi nimi sú jednobunkové, mnohobunkové a koloniálne formy. Pigmenty sú sústredené v špeciálnych plazmových telách rôznych tvarov – chromatofóroch. Rozmnožujú sa delením cytoplazmy za vzniku dcérskych buniek alebo sexuálne. Niektoré druhy sa rozmnožujú tvorbou pohyblivých spór. Kolónie vznikajú nepohlavným delením, pri ktorom zostávajú dcérske bunky navzájom spojené. Bunky zelených rias majú rôzne tvary: guľovité, oválne, v tvare polmesiaca, trojuholníkové atď. Ich bunky obsahujú organely charakteristické pre bunky vyšších rastlín. Jadro je diferencované. Škrupina pozostáva z celulózy. Cytoplazma môže obsahovať zrná škrobu, ktorý je produktom fotosyntézy. Najbežnejšie jednobunkové formy chlorelly ( Chlorella vulgaris), Chlamydomonas ( Chlamidomonas), z koloniálnych - Volvox ( Volvox aureus), gonium ( Gonium pectorale), z mnohobunkovcov - ulothrix. Zelené riasy sa nachádzajú v nádržiach s čistou a špinavou vodou, s pomalými a rýchlymi prúdmi, v rôznych jamách, kalužiach, ktoré sa naplnia po daždi, a tiež na pôde.

Modro-zelené riasy

Modro-zelené riasy ( cyanobaktérie ) sa považuje za najstaršiu zo súčasne existujúcich rastlín. Sú to jedno- alebo mnohobunkové organizmy, najjednoduchšie organizované, vyznačujúce sa špeciálnou bunkovou štruktúrou. Nemá typické jadro a chromatofóry. Protoplazma modrozelených rias je diferencovaná na periférne sfarbenú vrstvu - chromotoplazma a centrálna časť – centroplazma . Asimilačnými fotosenzitívnymi pigmentmi sú chlorofyl, fykocín, fykoerytrín a karotén. V závislosti od kvantitatívneho pomeru pigmentov sa mení aj farba buniek. Bunky obsahujú špeciálne telá - endoplasty hustá alebo viskózna konzistencia. V plazmatických stenách buniek medzi endoplastami je „chromatínová látka“, ktorá sa farbí jadrovými farbivami. Bunkám modrozelených rias chýbajú vakuoly naplnené bunkovou šťavou. V tomto ohľade sa bunka počas plazmolýzy úplne zmenšuje. Bunky týchto organizmov obsahujú plynové vakuoly, ktoré uľahčujú ich vyplávanie na povrch. Bunky modrozelených rias majú membránu. Môže byť tenký a sotva viditeľný alebo zahustený. Bunkové membrány sú často pokryté hlienom, čo vedie k tvorbe kolónií v dôsledku zhlukovania tohto hlienu. Zloženie škrupín pozostáva najmä z pektínov. Kolónie spravidla nemajú špecifický tvar. Vo filamentóznych bunkách sú rady buniek uzavreté v dutom valcovom obale, ktorý pokrýva celý rad buniek. Súbor buniek s plášťom sa nazýva vlákno. Bunky v rámci toho istého vlákna môžu mať rovnakú alebo rôznu veľkosť a tvar. Bunky vlákna sú na vrchu pokryté spoločným mukóznym plášťom. U niektorých druhov sú vlákna schopné vetvenia. Často sa pozoruje tvorba heterocysta umiestnené vo vlákne cez určitý počet buniek. Heterocysty sa tvoria z vegetatívnych buniek, ale sú podstatne väčšie. Majú hustú škrupinu, ale komunikujú so susednými bunkami cez póry. Predpokladá sa, že heterocysty sú špecializované bunky, ktoré vykonávajú fixáciu dusíka.

Mnohé druhy siníc sú schopné vytvárať spóry. U niektorých druhov sú spóry, podobne ako pravé baktérie, formou, ktorá je najodolnejšia voči nepriaznivým podmienkam. V tomto prípade sa z jednej bunky vytvorí iba jedna spóra. U iných siníc slúžia spóry, podobne ako huby, ako spôsob rozmnožovania. V tomto prípade sa vo vnútri materskej bunky vytvorí veľa malých spór, ktoré sa uvoľnia pri pretrhnutí membrány. Modrozelené riasy sú v prírode veľmi bežné: rastú v slanej a sladkej vode, v pôde a na skalách, v Arktíde a na púšti. Tomu napomáha extrémna odolnosť voči nepriaznivým podmienkam a nenáročné nároky na živiny.

Rozsievky

Rozsievky ( Diatomea). Sú to jednobunkové mikroskopické organizmy. Niektoré druhy tvoria kolónie vo forme nití, stužiek a kríkov. Bunky majú veľkosť od 4 do 1500 mikrónov a kolónie niekedy dosahujú niekoľko centimetrov. Bunky rozsievky obsahujú vytvorené jadro a chloroplasty. Tie posledné okrem chlorofylu obsahujú hnedé pigmenty, takže farba rias je žltkastá alebo tmavohnedá. Bunky majú pektínový obal a obal pozostávajúci z oxidu kremičitého. Bunková membrána sa skladá z dvoch polovíc, ktoré spolu nerastú a môžu sa od seba vzďaľovať. Protoplazma sa nachádza v tenkej vrstve pozdĺž stien, u mnohých druhov tvorí v strede bunky protoplazmatický mostík, zvyšok bunkového priestoru je vyplnený bunkovou šťavou, jadro je len jedno. Chromatofory sa líšia tvarom. Produkty asimilácie sú olej, volutín, leukozín. Rozmnožujú sa jednoduchým delením a výtrusmi. Počas vegetatívneho delenia dostáva každá časť materskú chlopňu a chýbajúca pri vývoji bunky nanovo rastie. Charakteristickým znakom tohto druhu je štruktúra kremíkového obalu. Skupina rozsievok Pennales nachádza sa najmä medzi znečistením spodných predmetov a v pôde.

Ďaleký východ štátny technický

rybárska univerzita

Ústav morskej biológie pomenovaný po. A.V. Žirmunsky Ďaleký východ pobočka Ruskej akadémie vied

L.L. Arbuzovej

I.R. Levenets

Morské riasy

Recenzenti:

– V.G. Chavtur, doktor biologických vied, profesor Katedry morskej biológie a akvakultúry Štátnej univerzity Ďalekého východu

– S.V. Nesterova, Ph.D., vedúca výskumná pracovníčka v Laboratóriu flóry Ďalekého východu, Inštitút botanickej záhrady, pobočka Ďalekého východu Ruskej akadémie vied

Arbuzova L.L., Levenets I.R. Riasy: Štúdia. dedina Vladivostok: Dalrybvtuz, IBM FEB RAS, 2010. 177 s.

Príručka poskytuje moderné informácie o anatómii, morfológii, taxonómii, životnom štýle a praktickom význame rias.

Učebnica je určená pre študentov bakalárskeho štúdia v odboroch „Vodné biozdroje a akvakultúra“ a „Ekológia a environmentálny manažment“ v dennej a externej forme, magisterom z ekológie, biológie, ichtyológie a chovu rýb.

technický rybolov

univerzita, 2010

©Inštitút morskej biológie pomenovaný po. A.V. Žirmunsky odbor pre ďaleký východ Ruskej akadémie vied, 2010

ISBN …………………………..

Úvod …………………………………………………………………………………………

1. Štruktúra buniek rias………………………………………………

2. Všeobecné vlastnosti rias …………………………………

2.1. Druhy potravín ………………………………………………………

2.2. Druhy talí………………………………………………………..

2.3. Rozmnožovanie rias ………………………………………..

2.4. Životné cykly rias ……………………………….

3. Ekologické skupiny rias………………………………….

3.1. Riasy vodných biotopov………………………………..

3.1.1. Fytoplanktón ………………………………………………….

3.1.2. Fytobentos ………………………………………………………..

3.1.3. Riasy extrémnych vodných ekosystémov …………………

3.2. Riasy nevodných biotopov………………………

3.2.1. Aerofilné riasy ………………………………………….

3.2.2. Edafilné riasy ………………………………………….

3.2.3. Litofilné riasy………………………………………..

4. Úloha rias v prírode a praktický význam………

5. Moderná taxonómia rias………………………..

5.1. Prokaryotické riasy ……………………………….

5.1.1. Oddelenie Modrozelených rias………………………

5.2. Eukaryotické riasy ………………………………………….

5.2.1. Oddelenie červených rias ………………………………….

5.2.2. Divízia rozsievok ……………………….

5.2.3. Oddelenie Heterokont rias………………………….

Trieda hnedé riasy …………………………………

Trieda Zlaté riasy …………………………

Trieda rias Sinura …………………………..

Trieda rias Pheotamnia………………………

Trieda Raphid rias ………………………….

Trieda rias Eustigma …………………………

Trieda Žltozelené riasy………………………

5.2.4. Oddelenie Prymnesiophyte rias……………….

5.2.5. Oddelenie Kryptofytné riasy………………………

5.2.6. Oddelenie zelených rias………………………………………

5.2.7. Oddelenie Characeae ………………………………….

5.2.8. Oddelenie dinofytných rias ………………………

5.2.9. Sekcia rias Euglena …………………………

Literatúra………………………………………………………………………………………

Slovníček pojmov……………………………………………………….

Aplikácia ………………………………………………………………….

ÚVOD

Riasy tradične tvoria rôznorodú skupinu stielok, fotosyntetických, bezcievnych organizmov nesúcich spóry. Rovnako ako všetky nižšie rastliny, reprodukčné orgány rias sú zbavené kože, telo nie je rozdelené na orgány a neexistujú žiadne tkanivá. Medzi riasami existujú eukaryotické aj prokaryotické formy. Posledne menované, na rozdiel od chlorobaktérií, pri fotosyntéze uvoľňujú do okolia voľný kyslík.

Riasy zaujímajú dominantné postavenie v sladkých aj morských vodách. Keďže sú hlavnými producentmi, do značnej miery určujú produktivitu rýb vo vodných ekosystémoch. Vďaka fotosyntetickej aktivite obohacujú riasy vodu o kyslík a znižujú množstvo oxidu uhličitého. Majú jedinečnú schopnosť akumulovať rôzne škodlivé látky z okolitého vodného prostredia, ako aj uvoľňovať do prostredia metabolity, ktoré potláčajú rast patogénnych mikroorganizmov. Riasy zmenou chemického zloženia vody často prispievajú k jej čisteniu. Kvalitatívne a kvantitatívne zloženie skupín rias je dôležitým ukazovateľom ekologického stavu vodných útvarov. Množstvo druhov sa používa ako indikátory znečistenia vôd.

Štúdium rias je dôležitou etapou prípravy špecialistov v oblasti morskej kultúry, chovu rýb a morskej ekológie. Poznatky o stavbe, ekológii a systematike rias sú základom pre štúdium hygrobiológie, ichtyológie, ekológie, ichtyotoxikológie; sú tiež potrebné na hodnotenie surovinovej základne nádrží a zostavovanie prognóz rybolovu.

V poslednej dobe sa vďaka moderným metodickým technikám podarilo získať nové informácie o jemnej štruktúre, fyziológii a biochémii rias, čo spôsobilo revíziu tradičných predstáv. Najväčšími zmenami prešla taxonómia nižších rastlín, medzi ktoré patria aj riasy. Moderné informácie o systematike a štruktúre rias sa zároveň neodrážajú vo vzdelávacej literatúre o botanike a špeciálna literatúra o fykológii nie je dostupná širokému publiku študentov.

Táto učebnica poskytuje najnovšie informácie o štruktúre, morfológii, taxonómii, ekológii a praktickom význame rias. Uvádza sa opis najvýznamnejších taxónov rias.

Učebnica je určená pre študentov bakalárskeho štúdia v odboroch „Vodné biozdroje a akvakultúra“ a „Ekológia a environmentálny manažment“ dennej a externej formy štúdia, magister v odbore ekológia, ichtyológia, chov rýb a akvakultúra.

Na príprave podkladov pre túto príručku sa podieľali učitelia z Dalrybvtuzu a špecialisti v oblasti hydrobiológie a fykológie Ďalekého východu pobočky Ruskej akadémie vied.

1. ŠTRUKTÚRA BUNIEK RIAS

Prokaryotické riasy majú podobnú bunkovú štruktúru ako baktérie: chýbajú im membránové organely, ako sú jadro, chloroplasty, mitochondrie, endoplazmatické retikulum a Golgiho aparát.

Eukaryotické riasy obsahujú štruktúrne prvky charakteristické pre bunky vyšších rastlín (obr. 1).

Ryža. 1. Dospelá rastlinná bunka bez zhrubnutia sekundárnej steny (schematizovaná) pri maximálnom zväčšení svetelného mikroskopu (o: 1 – bunková stena, 2 – stredná platnička, 3 – medzibunkový priestor, 4 – plazmodesmata, 5 – plazmaléma, 6 – tonoplast, 7 – centrálna vakuola, 9 - jadro, 10 - jadrový obal, 11 - pór v jadrovom obale, 12 - jadierko, 13 - chromatín, 14 - chloroplast, 15 - grana v chloroplaste, 16 - škrobové zrno v chloroplaste, 17 - mitochondria, 18 - diktyozóm, 19 – granulárne endoplazmatické retikulum, 20 – kvapôčka rezervného tuku (lipidu) v cytoplazme, 21 – mikrotelo, 22 – cytoplazma (hyaloplazma)

Vyššie uvedený diagram rastlinnej bunky vo všeobecnosti odráža štruktúru buniek rias, avšak mnohé riasy spolu s typickými rastlinnými organelami (plastidy, vakuola s bunkovou šťavou) obsahujú štruktúry charakteristické pre živočíšne bunky (bičíky, stigmy, membrány atypické pre rastlinné bunky ).

Kryty buniek

Kryty buniek zabezpečujú odolnosť vnútorného obsahu buniek voči vonkajším vplyvom a dodávajú bunkám určitý tvar. Poťahy sú priepustné pre vodu a nízkomolekulárne látky v nej rozpustené a ľahko prepúšťajú slnečné žiarenie. Bunkové kryty rias sa vyznačujú veľkou morfologickou a chemickou rozmanitosťou. Zahŕňajú polysacharidy, proteíny, glykoproteíny, minerálne soli, pigmenty, lipidy a vodu. Na rozdiel od vyšších rastlín sa v schránkach rias nenachádza lignín.

Štruktúra bunkových obalov je založená na plazmaléme alebo cytoplazmatickej membráne. U mnohých bičíkových a améboidných predstaviteľov sú bunky na vonkajšej strane pokryté iba plazmalemou, ktorá nie je schopná zabezpečiť konštantný tvar tela. Takéto bunky môžu vytvárať pseudopodia. Na základe morfológie sa rozlišuje niekoľko typov pseudopódií. Najčastejšie sa vyskytuje v riasach rizopódia, čo sú nitkovité dlhé, tenké, rozvetvené, niekedy anastomózne cytoplazmatické výbežky. Vo vnútri rhizopodia sú mikrofilamenty. Lobopodia– široké zaoblené výbežky cytoplazmy. Nachádzajú sa v riasach s améboidným a monadickým typom diferenciácie talu. Menej časté u rias filopódia- tenké pohyblivé útvary pripomínajúce chápadlá, ktoré sa dajú stiahnuť do bunky.

Mnohé dinoflageláty majú telá pokryté šupinami umiestnenými na povrchu bunky. Váhy môžu byť jednoduché alebo uzavreté do súvislého krytu - tečúcou. Môžu byť organické alebo anorganické. Organické šupiny sa nachádzajú na povrchu zelených, zlatých, kryptofytných rias. Zloženie anorganických vločiek môže zahŕňať buď uhličitan vápenatý alebo oxid kremičitý. Vločky uhličitanu vápenatého - kokolity– nachádza sa prevažne v morských prvosienkach riasach.

Bunky bičíkových a améboidných rias sa často nachádzajú v domoch, ktoré sú prevažne organického pôvodu. Ich steny môžu byť tenké a priehľadné (rod Dinobryon) alebo odolnejšie a sfarbené v dôsledku ukladania solí železa a mangánu v nich (rod Trachelomonas). Domy majú zvyčajne jeden otvor na výstup bičíka, niekedy môže byť niekoľko otvorov. Keď sa riasy premnožia, dom sa nezničí, najčastejšie ho opustí jedna zo vzniknutých buniek a postaví si nový dom.

Bunkový obal euglenoidných rias sa nazýva pelikula. Pelikula je súborom cytoplazmatickej membrány a proteínových pásov, mikrotubulov a cisterien endoplazmatického retikula umiestnených pod ňou.

V dinofytných riasach sú bunkové kryty reprezentované amfiezmou. Amphiesma pozostáva z plazmalemy a pod ňou umiestnenej sady sploštených vezikúl, pod ktorými leží vrstva mikrotubulov. Vezikuly mnohých dinofytov môžu obsahovať celulózové platne; toto sa nazýva amfiezma prúd, alebo škrupina(narodenie Ceratium, Peridinium).

U rozsievok sa na vrchu plazmalemy vytvára špeciálny bunkový obal - škrupina, pozostávajúce hlavne z amorfného oxidu kremičitého. Okrem oxidu kremičitého obsahuje škrupina prímes organických zlúčenín a niektorých kovov (železo, hliník, horčík).

V bunkových stenách zelených, žltozelených, červených a hnedých rias je hlavnou štruktúrnou zložkou celulóza, ktorá tvorí kostru (štrukturálny základ) ponorenú do matrice (polotekuté médium) pozostávajúcej z pektínu, hemicelulózy, kyseliny algínovej a iné organické látky.

Flagella

Monadické vegetatívne bunky a monadické štádiá v životnom cykle (zoospóry a gaméty) rias sú vybavené bičíkmi - dlhými a dosť hrubými bunkovými výrastkami, zvonka pokrytými plazmalemou. Ich počet, dĺžka, morfológia, miesto uchytenia a spôsob pohybu sú u rias dosť rôznorodé, ale v rámci príbuzných skupín sú konštantné.

Bičík môže byť pripevnený na prednom konci bunky (apikálny) alebo môže byť mierne posunutý na stranu (subapikálny); môžu byť pripevnené na strane bunky (laterálne) a na ventrálnej strane bunky (ventrálne). Bičíky identické v morfológii sa nazývajú izomorfný, ak sa líšia - heteromorfný. Isocont- sú to bičíky rovnakej dĺžky, heterokontnye- rôzne dĺžky.

Bičíky majú jednotný plán štruktúry. Dá sa rozlíšiť voľná časť (undulipodium), prechodová zóna a bazálne telo (kinetozóm). Rôzne časti bičíka sa líšia počtom a usporiadaním mikrotubulov, ktoré tvoria kostru (obr. 2).

Ryža. 2. Schéma stavby bičíkov rias (podľa: L.L. Velikanov et al., 1981): 1 – pozdĺžny rez bičíkom; 2, 3 – priečny rez hrotom bičíka; 4 – priečny rez unulipodium; 5 – prechodová zóna; 6 – prierez bázou bičíka – kinetozóm

Undulipodium(v preklade z latinčiny ako „wavepod“) je schopný robiť rytmické pohyby podobné vlnám. Unulipodium je axonéma pokrytá membránou. axoneme pozostáva z deviatich párov mikrotubulov usporiadaných do kruhu a páru mikrotubulov v strede (obr. 2). Bičíky môžu byť hladké alebo pokryté šupinami alebo mastigonémami (chĺpky), u dinofytov a kryptofytov sú pokryté šupinami aj chĺpkami. Bičíky prymneziofytov, kryptofytov a zelených rias môžu byť pokryté šupinami rôznych tvarov a veľkostí.

Prechodová zóna. Funkčne zohráva úlohu pri posilňovaní bičíka v mieste jeho výstupu z bunky. V riasach existuje niekoľko typov štruktúr prechodových zón: priečna platňa (dinofyty), hviezdicovitá štruktúra (zelená), prechodová špirála (heterokontín), prechodový valec (primnesiofyty a dinofyty).

Bazálne telo alebo kinetozóm. Táto časť bičíka má štruktúru v podobe dutého valca, ktorého stenu tvorí deväť trojíc mikrotubulov. Funkciou kinetozómu je spojenie bičíka s plazmalemou bunky. Bazálne telá mnohých rias sa môžu zúčastniť delenia jadra a stať sa centrami organizácie mikrotubulov.

Mitochondrie

Mitochondrie sa nachádzajú v bunkách eukaryotických rias. Tvar a štruktúra mitochondrií v bunkách rias sú rozmanitejšie v porovnaní s mitochondriami vyšších rastlín. Môžu byť okrúhle, nitkovité, sieťovité alebo nepravidelného tvaru. Ich tvar sa môže líšiť v tej istej bunke v rôznych fázach životného cyklu. Mitochondrie sú pokryté plášťom dvoch membrán. Mitochondriálna matrica obsahuje ribozómy a mitochondriálnu DNA. Vnútorná membrána tvorí záhyby - cristas(obr. 3).

Ryža. 3. Štruktúra rastlinných mitochondrií (podľa:): A – volumetrický obraz; B – pozdĺžny rez; B – časť crista s hríbovitými výbežkami: 1 – vonkajšia membrána, 2 – vnútorná membrána, 3 – crista, 4 – matrix, 5 – medzimembránový priestor, 6 – mitochondriálne ribozómy, 7 – granula, 8 – mitochondriálna DNA, 9 - ATP-niektoré

Riasové cristae majú rôzne tvary: diskovité (euglenoidné riasy), rúrkovité (dinofytné riasy), lamelárne (zelené, červené, kryptomonádové riasy) (obr. 4).

Ryža. 4. Rôzne typy mitochondriálnych kristov (podľa:): A – lamelárne; B – rúrkový; B – diskovitý; k - cristae

Diskovité cristae sú považované za najprimitívnejšie.

Pigmenty

Všetky riasy sa dobre líšia v súbore fotosyntetických pigmentov. Takéto skupiny v rastlinnej taxonómii majú štatút divízií.

Hlavným pigmentom všetkých rias je zelený pigment chlorofyl. Existujú štyri známe typy chlorofylu, ktoré sa líšia svojou štruktúrou: chlorofyla– prítomný vo všetkých riasach a vyšších rastlinách; chlorofyl b– nachádza sa v zelených, charophyte, euglenoidných riasach a vyšších rastlinách: rastliny obsahujúce tento chlorofyl majú vždy jasne zelenú farbu; chlorofyl c– nachádza sa v heterokontných riasach; chlorofyl d– vzácna forma, vyskytujúca sa v červených a modrozelených riasach. Väčšina fotosyntetických rastlín obsahuje dva rôzne chlorofyly, z ktorých jeden je vždy chlorofyl a. V niektorých prípadoch namiesto druhého chlorofylu existujú biliproteíny. V modrozelených a červených riasach sa nachádzajú dva typy biliproteínov: fykocyanín- modrý pigment, fykoerytrín- červený pigment.

Okrem uvedených pigmentov riasy obsahujú aj: fukoxantín- zlatý pigment; xantofyl- hnedý pigment.

Plastidy

Pigmenty v bunkách eukaryotických rias sa ako vo všetkých rastlinách nachádzajú v plastidoch. V riasach sú dva typy plastidov: farebné chloroplasty (chromatofóry) a bezfarebné leukoplasty (amyloplasty). Chloroplasty rias sú na rozdiel od vyšších rastlín tvarovo a štruktúrne oveľa rozmanitejšie (obr. 5).

Ryža. 5. Schéma stavby chloroplastov v eukaryotických riasach (podľa:): 1 – ribozómy; 2 – chloroplastová škrupina; 3 – tylakoid pletenca; 4 – DNA; 5 – fykobilizómy; 6 – škrob; 7 – dve membrány z chloroplastového EPS; 8 – dve membrány chloroplastového obalu; 9 – lamela; 10 – náhradný výrobok; 11 – jadro; 12 – jedna membrána z chloroplastového EPS; 13 – lipid; 14 – obilie; 15 – pyrenoid. A – tylakoidy sa nachádzajú po jednom, chýba CES – chloroplastové endoplazmatické retikulum (Rhodophyta); B – dvojtylakoidné lamely, dve CES membrány (Cryptophyta); B – tritylakoidné lamely, jedna membrána CES (Dinophyta. Euglenophyta); D – tritylakoidné lamely, dve CES membrány (Heterokontophyta, Prymnesiophyta); D – dvoj-, šesťtylakoidné lamely, bez CES (Chlorophyta)

Štrukturálna fotosyntetická jednotka eukaryotov a prokaryotov je tylakoid- plochý membránový vak. Tylakoidné membrány obsahujú pigmentové systémy a nosiče elektrónov. Svetelná fáza fotosyntézy je spojená s tylakoidmi. Temná fáza fotosyntézy prebieha v stróme chloroplastu. Škrupina zelených a červených rias pozostáva z dvoch membrán. V iných riasach je chloroplast obklopený ďalšou jednou alebo dvoma riasami membrány endoplazmatického retikula chloroplastov(HES). V euglenaceae a väčšine dinofytov je chloroplast obklopený tromi membránami a v heterokontaceae a kryptofytoch - štyrmi (obr. 5).

Jadro a mitotický aparát

Jadro riasy má štruktúru typickú pre eukaryoty. Počet jadier v bunke sa môže meniť od jedného do niekoľkých. Na vonkajšej strane je jadro pokryté plášťom pozostávajúcim z dvoch membrán, vonkajšia membrána je pokrytá ribozómami. Priestor medzi jadrovými membránami je tzv perinukleárne. Môže obsahovať chloroplasty alebo leukoplasty, ako u heterokontov a kryptofytov. Jadrová matrica obsahuje chromatín, ktorý predstavuje DNA v komplexe s hlavnými proteínmi – histónmi. Výnimkou sú dinofyty, v ktorých je počet histónov malý a neexistuje žiadna organizácia nukleozomálneho chromatínu. Chromatínové vlákna týchto rias sú usporiadané vo forme číslic osem. V jadre je jedno až niekoľko jadierok, ktoré miznú alebo pretrvávajú počas mitózy.

Mitóza - nepriame delenie rias môže prebiehať rôznymi spôsobmi, ale vo všeobecnosti je schéma tohto procesu so 4 stupňami zachovaná (obr. 6).

Ryža. 6. Po sebe nasledujúce fázy mitózy: 1 – interfáza; 2-4 – profáza; 5 – metafáza; 6– anafáza; 7-9–telofáza; 10 – cytokinéza

Profáza- najdlhšia fáza mitózy. Prebiehajú v ňom najdôležitejšie premeny: jadro zväčšuje svoj objem, namiesto sotva badateľnej chromatínovej siete sa v ňom objavujú chromozómy v podobe tenkých, dlhých, zakrivených a slabo špirálovitých nití, tvoriacich akúsi guľu. Od samého začiatku profázy je jasné, že chromozómy pozostávajú z 2 reťazcov (výsledok ich replikácie v interfáze). Polovice chromozómov (chromatidy) sú umiestnené navzájom paralelne. Ako sa profáza vyvíja, vlákna sa viac a viac špiralizujú a výsledné chromozómy sa čoraz viac skracujú a zhutňujú.

Na konci profázy sa odhalia jednotlivé morfologické charakteristiky chromozómov. Potom jadierka zmiznú, jadrová membrána sa rozpadne na samostatné krátke cisterny, na nerozoznanie od prvkov EPS, v dôsledku čoho sa nukleoplazma zmieša s hyaloplazmou a vytvorí sa myxoplazma; Achromatické vlákna - štiepne vreteno - sú tvorené zo substancie jadra a cytoplazmy.

Štiepne vreteno je bipolárne a pozostáva zo zväzkov mikrotubulov, ktoré sa tiahnu od jedného pólu k druhému. Po deštrukcii jadrovej membrány je každý chromozóm pripojený k závitom vretienka pomocou svojej centroméry. Po pripojení chromozómov k vretienku sa zoradia v rovníkovej rovine bunky tak, že všetky centroméry sú v rovnakej vzdialenosti od jej pólov.

Metafáza. V tejto fáze mitózy dosahujú chromozómy maximálne zhutnenie a získavajú charakteristický tvar charakteristický pre každý rastlinný druh. Zvyčajne sú dvojramenné a v týchto prípadoch sa v mieste skloňovania nazývajú centroméra, chromozómy sú spojené s achromatínovým vláknom vretienka. V metafáze je jasne viditeľné, že každý chromozóm pozostáva z dvoch dcérskych chromatidov. Sú umiestnené viac-menej rovnobežne v rovníkovej rovine bunky. Na konci štádia sa každý chromozóm rozdelí na dve chromatidy, ktoré zostávajú spojené iba na centromére. Neskôr sa centroméry rozdelili aj na dve sesterské; zatiaľ čo sesterské centroméry a chromatidy smerujú k opačným pólom.

Anaphase. Najkratšia fáza mitózy. Dcérske chromozómy – chromatidy – sa rozchádzajú na opačné póly bunky. Teraz sú voľné konce chromatidov nasmerované k rovníku a kinetochory - k pólom. Predpokladá sa, že chromatidy sa oddeľujú v dôsledku kontrakcie filamentov achromatínového vretienka, ktoré sú blízko centroméry. Chromozómy sa stávajú menej nápadné v dôsledku odvíjania a predlžovania. V strede bunky (pozdĺž rovníka) sa niekedy už v tomto štádiu objavujú fragmenty bunkovej steny - fragmoplast.

Telofáza. Pokračuje proces odvíjania – despiralizácia a predlžovanie chromozómov. Nakoniec sa strácajú v zornom poli optického mikroskopu. Jadrová membrána a jadierko sú obnovené. Nastáva rovnaký proces ako v profáze, len v opačnom poradí. Každý chromozóm má teraz jednu chromatidu. Obnovuje sa štruktúra medzifázového jadra, vreteno sa mení zo súdkovitého na kužeľovité.

Takto to končí karyotómia– potom príde jadrové štiepenie plazmatómia. Cytoplazmatické organely sú distribuované medzi dcérskymi bunkami a niektoré z nich (diktyozómy, mitochondrie a plastidy) prechádzajú významnými modifikáciami. Nakoniec sa to stane cytokinéza– tvorba bunkovej steny medzi dcérskymi jadrami. Z predchádzajúcej bunky sa vytvorili dve nové; každý z nich má jadro obsahujúce diploidný počet chromozómov.

V závislosti od správania jadrovej membrány v riasach existujú ZATVORENÉ, polouzavreté A OTVORENÉ mitózy. Pri uzavretej mitóze dochádza k segregácii chromozómov bez narušenia jadrovej membrány. Pri polouzavretej mitóze sa jadrový obal udržiava počas celej mitózy, s výnimkou polárnych zón. Pri otvorenej mitóze jadrová membrána profázne mizne. V závislosti od tvaru vretena sa rozlišujú delenia pleuromitóza A ortomitóza.

Pri pleuromitóze sa metafázová doska nevytvára v metafáze a vreteno je reprezentované dvoma polovičnými vretienkami umiestnenými pod uhlom navzájom vonku alebo vo vnútri jadra. Počas ortomitózy v metafáze sa chromozómy vyrovnávajú s rovníkom bipolárneho vretienka. V závislosti od kombinácie týchto vlastností sa u rias rozlišujú tieto typy mitózy (obr. 7, 8):

Uzavretá extranukleárna mitóza

Uzavretá intranukleárna mitóza

Polouzavretá mitóza

Otvorená mitóza

Ryža. 7. Schéma hlavných typov mitóz v riasach (podľa: S.A. Karpov, roč.). Čiary vo vnútri alebo mimo jadra – vretenovité mikrotubuly

Centrami pre organizáciu mikrotubulov mitotického vretienka pri polouzavretej ortomitóze môžu byť kinetozómy a iné štruktúry:

– otvorená ortomitóza, vyskytujúca sa v kryptofytoch, zlatobľúch, characeae;

– polouzavretá ortomitóza, nájdená v zelenej, červenej, hnedej atď.;

– uzavretá ortomitóza, ktorá sa nachádza v euglenoidoch;

– uzavretá pleuromitóza, intranukleárna alebo extranukleárna, sa vyskytuje u niektorých dinofytov;

– polouzavretá mitóza, počas metafázy nie sú centrioly na póloch, ale v oblasti platničky metafázy; možno pozorovať u zelených trebuxiaceae.

Ryža. 8. Diagram porovnávajúci (A) uzavreté, (B) metacentrické a (C) otvorené mitózy (podľa: L.E. Graham, L.W. Wilcox, 2000)

Počas mitózy sa mení aj tvar vretena a tvar pólov vretena, ako aj trvanie existencie interzonálneho vretienka. Vrchol mitóz nastáva počas tmavého obdobia dňa. Vo viacjadrových bunkách môže jadrové delenie prebiehať synchrónne. asynchrónne, vo vlnách.

Kontrolné otázky

1. Vymenujte hlavné stavebné prvky rastlinných buniek.

2. Rozdiel v štruktúre buniek rias od buniek vyšších rastlín.

3. Bunkové obaly rias.

4. Čo je theca? V akých riasach sa nachádza?

5. Hlavné pigmenty rias. Umiestnenie pigmentov v bunkách rias.

6. Štruktúra plastidov.

7. Štrukturálne znaky plastidov rias.

8. Štruktúra mitochondrií.

9. Vlastnosti štruktúry mitochondrií rias.

10. Štruktúra jadra a jadrových membrán. Vlastnosti jadrových membrán v bunkách rias.

11. Schéma mitózy. Charakteristika fáz mitózy.

12. Typy mitózy v bunkách rias.

13. Aký je rozdiel medzi pleuromitózou a ortomitózou?

14. Typy pseudopodií rias.

2. VŠEOBECNÁ CHARAKTERISTIKA RIAS

2.1. Typy napájania

Hlavným typom výživy v riasach je fototrofný typu. Vo všetkých oddeleniach rias sú zástupcovia, ktorí sú prísnymi (povinnými) fototrofmi. Mnohé riasy však celkom ľahko prechádzajú z fototrofného typu výživy na asimiláciu organických látok, resp. heterotrofné typ jedla. Najčastejšie však prechod na heterotrofnú výživu u rias nevedie k úplnému zastaveniu fotosyntézy, to znamená, že v takýchto prípadoch môžeme hovoriť o mixotrofný, alebo zmiešaný typ výživy.

Schopnosť rásť na organickom médiu v tme alebo na svetle v neprítomnosti oxidu uhličitého bola preukázaná u mnohých modrozelených, zelených, žltozelených, rozsievok atď. Bolo zaznamenané, že u rias je heterotrofný rast pomalší než autotrofný rast na svetle.

Rozmanitosť a plasticita spôsobov kŕmenia rias im umožňuje mať širokú distribúciu a zaberať rôzne ekologické výklenky.

2.2. Druhy talli

Je zastúpené vegetatívne telo rias talus, alebo talus, nerozlišuje sa na orgány - koreň, stonka, list. V rámci štruktúry talu sa riasy vyznačujú veľmi veľkou morfologickou diverzitou (obr. 9). Sú zastúpené jednobunkovými, mnohobunkovými a nebunkovými organizmami. Ich veľkosti sa značne líšia: od najmenších jednobunkových organizmov až po obrovské multimetrové organizmy. Tvar tela rias je tiež rôznorodý: od najjednoduchších guľovitých až po komplexne členité formy pripomínajúce vyššie rastliny.

Obrovská rozmanitosť rias sa dá zredukovať na niekoľko typov morfologickej štruktúry: monadický, rizopodiálny, palmeloidný, kokoidný, trichálny, heterotrichálny, parenchymatózny, sifonálny, sifonokladálny.

Monadický (bičíkový) typ štruktúry talu

Najcharakteristickejším znakom definujúcim tento typ štruktúry je prítomnosť bičíkov, pomocou ktorých sa monadické organizmy aktívne pohybujú vo vodnom prostredí (obr. 9, A). V riasach sú rozšírené pohyblivé bičíkové formy. Medzi mnohými skupinami rias dominujú bičíkovité formy: euglenofyty, dinofyty, kryptofyty, raphidae, zlaté riasy a nachádzajú sa v žltozelených a zelených riasach. Hnedé riasy nemajú vo vegetatívnom stave monadický typ štruktúry, ale monadické štádiá vznikajú pri rozmnožovaní (rozmnožovaní). Počet bičíkov, ich dĺžka, povaha umiestnenia a pohybu sú rôzne a majú dôležitý systematický význam.

Ryža. 9. Morfologické typy štruktúry stielok v riasach (podľa:): A- monadický ( Chlamydomonas); B- améboid ( Rhizochrisis); IN- palmeloidné ( Hydrurus); G- kokoid ( Pediastrum); D- sarcinoid ( Chlorosarcina); E- vláknitý ( Ulotrix); A- multivláknové ( Fritchiela); Z, I- tkanina ( Furcellaria, Laminaria); TO- sifónové ( Caulerpa); L- sifonokladálne ( Cladophora)

Mobilita monádových rias určuje polaritu štruktúry ich buniek a kolónií. Bičíky sú zvyčajne pripevnené k prednému pólu bunky alebo blízko neho. Základný tvar bunky je kvapkovitý s viac-menej zúženým predným bičíkovým pólom. Monadické organizmy sa však často od tohto základného tvaru odchyľujú a môžu byť asymetrické, špirálovité, majú zúžený zadný koniec atď.

Tvar bunky do značnej miery závisí od bunkových obalov, ktoré sú veľmi rôznorodé (plazmalema; pelikula; theca; pozostávajúce z organických, kremičitých alebo vápenatých šupín; dom; bunková stena). Bizarné obrysy buniek niektorých zlatých rias tvoria akúsi vnútrobunkovú kostru pozostávajúcu z dutých trubíc z oxidu kremičitého. Bunková membrána je zvyčajne hladká, niekedy nesie rôzne výstupky alebo je obalená soľami železa alebo vápnika a potom pripomína dom. V škrupine sú vytvorené len malé otvory na výstup bičíkov.

Polarita monadických organizmov sa prejavuje aj v usporiadaní vnútrobunkových štruktúr. Na prednom konci bunky je často variabilne usporiadaný hltanu, zvyčajne vykonávajúci vylučovaciu funkciu. Len niekoľko fagotrofných bičíkovcov má hltan, ktorý funguje ako ústie bunky - cytostóm.

Zvláštne organely charakteristické pre riasy s monádovou štruktúrou sú kontraktilné vakuoly vykonávajúci osmoregulačnú funkciu, slizničné telá A štipľavé štruktúry. Žihľavé kapsuly sa nachádzajú v dinofytných, euglenoidných, zlatých, rafidofytných, kryptofytných riasach a plnia ochrannú funkciu. Jediné jadro zaujíma v bunkách centrálnu polohu. Chloroplasty rôzneho tvaru a farby môžu byť axiálne alebo stenové.

Tendencia k zvyšovaniu veľkosti tela sa prejavuje tvorbou rôznych kolónií. V najjednoduchších prípadoch sa kolónie vytvárajú v dôsledku nerozdelenia deliacich sa buniek. Pozorujú sa kolónie prstencového, huňatého, stromovitého a guľovitého tvaru. Zelené monadické organizmy sú väčšinou charakterizované kolóniami typu cenobiani s konštantným počtom buniek pre každý typ.

Za nepriaznivých podmienok monadické organizmy zhadzujú alebo sťahujú bičíky, strácajú pohyblivosť a obklopujú sa hojným hlienom.

Monadický typ štruktúry sa ukázal ako sľubný. Na jej základe sa vyvinuli ďalšie, zložitejšie štruktúry.

Rhizopodiálny (améboidný) typ štruktúry

Najvýznamnejšími znakmi štruktúry améboidného typu sú absencia silných bunkových obalov a schopnosť améboid pohyb pomocou cytoplazmatických výrastkov dočasne vytvorených na bunkovom povrchu - pseudopódium. Existuje niekoľko typov pseudopódií, z ktorých sú najčastejšie pozorované riasy rizopódia A lodopódia, menej často axopódia(obr. 9, B).

Neexistujú žiadne zásadné rozdiely v štruktúre a mechanizme účinku kontraktilných systémov, ktoré určujú mobilitu monadických a améboidných organizmov na molekulárnej úrovni. Améboidný pohyb vznikol pravdepodobne v dôsledku prispôsobenia bičíkových buniek zjednodušeným životným podmienkam, čo viedlo k zjednodušeniu stavby tela.

Bunky améboidných rias obsahujú jadrá, plastidy, mitochondrie a iné organely charakteristické pre eukaryoty: často sa pozorujú kontraktilné vakuoly, stigmy a bazálne telieska schopné tvoriť bičíky.

Mnoho améboidných organizmov vedie pripútaný životný štýl. Môžu stavať domy rôznych tvarov a štruktúr: tenké, jemné alebo hrubé, hrubostenné.

Améboidný typ tela nie je taký rozšírený ako monadický typ tela. Pozoruje sa iba u zlatých a žltozelených rias.

Palmeloidný (hemimonádový) typ štruktúry

Charakteristickým znakom tohto typu štruktúry je kombinácia stacionárneho životného štýlu rastlín s prítomnosťou bunkových organel charakteristických pre monadické organizmy: kontraktilné vakuoly, stigmy, bičíky. Vegetatívne bunky teda môžu mať bičíky, pomocou ktorých sa v obmedzenej miere pohybujú v rámci koloniálneho hlienu, alebo sú bičíky zachované v imobilných bunkách vo značne redukovanej forme.

Bunky s palmeloidným (hemimonádovým) typom sa vyznačujú polárnou štruktúrou. Niekedy sú klietky umiestnené v domoch.

Hemimonádové riasy často tvoria kolónie. V najjednoduchšom prípade je hlien bez štruktúry a bunky sa v ňom nenachádzajú v určitom poradí. Ďalšia zložitosť takýchto kolónií sa prejavuje tak v diferenciácii hlienu, ako aj v usporiadanejšom usporiadaní buniek v hlienu. Kolónie dendritického typu (rod Hydrurus) (obr. 9, IN).

Palmeloidný (hemimonádový) typ štruktúry bol dôležitou etapou v morfologickom vývoji rias v smere od mobilných monadických k typicky rastlinným imobilným formám.

Kokoidný typ štruktúry

Tento typ kombinuje jednobunkové a koloniálne riasy, nehybné vo vegetatívnom stave. Bunky kokoidného typu sú pokryté membránou a majú protoplast rastlinného typu (tonoplast bez kontraktilných vakuol, stigiem, bičíkov). Strata znakov monadickej štruktúry v bunkovej štruktúre u organizmov vedúcich rastlinný, sedavý životný štýl a získanie nových štruktúr charakteristických pre rastlinné bunky je ďalším významným krokom v evolúcii rias podľa typu rastliny.

Obrovská rozmanitosť rias kokoidného typu štruktúry je spojená s prítomnosťou bunkových krytov. Krycia vrstva určuje prítomnosť rôznych buniek: guľovité, vajcovité, vretenovité, elipsoidné, valcovité, hviezdicovité, špirálovité, hruškovité atď. Rozmanitosť foriem sa znásobuje aj vďaka plastickému zdobeniu bunkovej vrstvy - tŕňom, tŕne, štetiny, rohovité výbežky.

Kokoidné riasy tvoria kolónie rôznych tvarov, v ktorých sú bunky zjednotené s hlienom alebo bez neho.

Kokoidný typ štruktúry je rozšírený takmer vo všetkých oddeleniach eukaryotických rias (s výnimkou Euglenaceae).

Z evolučného hľadiska možno kokoidnú štruktúru považovať za iniciálnu pre vznik mnohobunkových stielok, ako aj sifonálnych a sifonokladálnych typov štruktúry (obr. 9, G, D).

Trichálny (vláknitý) typ štruktúry

Charakteristickým znakom filamentózneho typu štruktúry je filamentózne usporiadanie nepohyblivých buniek, ktoré vznikajú vegetatívne v dôsledku bunkového delenia prebiehajúceho prevažne v jednej rovine. Vláknité bunky majú polárnu štruktúru a môžu rásť iba v jednom smere, ktorý sa zhoduje s osou jadrového vretena.

V najjednoduchších prípadoch sú stielky vláknitej štruktúry zložené z buniek, ktoré sú si navzájom morfologicky podobné. Zároveň sa v mnohých riasach v oblastiach vlákien, ktoré sa smerom ku koncom stenčujú alebo rozširujú, bunky líšia tvarom od ostatných. V tomto prípade sa spodná bunka bez chloroplastov často zmení na bezfarebný rizoid alebo nohu. Nite môžu byť jednoduché alebo rozvetvené, jedno alebo viacradové, voľne žijúce alebo pripevnené.

Vláknitý typ štruktúry je zastúpený medzi zelenými, červenými, žltozelenými a zlatými riasami (obr. 9, E).

Heterotrichálny (nevláknitý) typ štruktúry

Heterofilný typ vznikol na základe vláknitého typu. Heterofilamentný talus pozostáva väčšinou z horizontálnych nití plaziacich sa pozdĺž substrátu, ktoré plnia funkciu pripojenia, a zvislých nití stúpajúcich nad substrát, ktoré vykonávajú asimilačnú funkciu. Posledne menované nesú reprodukčné orgány.

V niektorých riasach sú vertikálne vlákna diferencované na internodes A uzly, z ktorého vybiehajú prasleny bočných konárov, ktoré majú tiež členitú štruktúru. Okrem toho môžu z uzlov vyrastať ďalšie vlákna, ktoré tvoria kôrový obal internódií. Funkciu pripevnenia k substrátu vykonávajú bezfarebné rizoidy. Túto štruktúru možno nájsť u charofytov, zelených, hnedých, červených, niektorých žltozelených a zlatých rias (obr. 9, A).

Parenchymálny (tkanivový) typ štruktúry

Jeden zo smerov evolúcie heterofilamentózneho talu bol spojený so vznikom parenchymatózneho talu. Schopnosť neobmedzeného rastu a bunkového delenia v rôznych smeroch viedla k vytvoreniu objemných makroskopických stielok s morfofunkčnou diferenciáciou buniek v závislosti od ich polohy v talu (kôra, medzivrstva, dreň).

V rámci tohto typu dochádza k postupnej komplikácii stielok od jednoduchých platničiek až po zložité diferencované stielky s primitívnymi tkanivami a orgánmi. Parenchymálny typ štruktúry je najvyšším evolučným stupňom morfologickej diferenciácie tela rias. Je široko zastúpená vo veľkých riasach: hnedej, červenej a zelenej - takzvané makrofytné riasy (obr. 10).

Ryža. 10. Prierez talu hnedej riasy (podľa:): 1 – vonkajšia kôra; 2 – vnútorná kôra; 3 – jadro

Sifonálny typ štruktúry

Sifonálny (nebunkový) typ štruktúry je charakterizovaný absenciou bunkových priečok vo vnútri talu, ktorý dosahuje relatívne veľké, zvyčajne makroskopické veľkosti a určitý stupeň diferenciácie, v prítomnosti veľkého počtu organel. Priečky v takom taluse sa môžu objaviť iba náhodne, keď je poškodený, alebo počas tvorby reprodukčných orgánov. V oboch prípadoch sa proces tvorby priečok líši od tvorby mnohobunkového organizmu.

Sifonálny typ štruktúry je prítomný v niektorých zelených a žltozelených riasach. Tento smer morfologického vývoja sa však ukázal ako slepá ulička.

Sifonokladálny typ štruktúry

Hlavnou črtou štruktúry sifonokladálneho typu je schopnosť vytvárať z primárneho nebunkového talu komplexne usporiadané talusy pozostávajúce z primárne viacjadrových segmentov. Vytvorenie takéhoto talu je založené na segregačné oddelenie, pri ktorej mitóza nie vždy končí cytokinézou.

Sifonokladálny typ štruktúry je známy len u malej skupiny morských zelených rias.

2.3. Rozmnožovanie rias

Rozmnožovanie je hlavnou vlastnosťou živých bytostí. Jeho podstata spočíva v reprodukcii vlastného druhu. V riasach sa reprodukcia môže uskutočňovať asexuálne, vegetatívne a sexuálne.

Asexuálna reprodukcia

Asexuálna reprodukcia rias sa vykonáva pomocou špecializovaných buniek - spor. Sporulácia je zvyčajne sprevádzaná rozdelením protoplastu na časti a uvoľnením produktov delenia z obalu materskej bunky. Navyše pred rozdelením protoplastu v ňom prebiehajú procesy vedúce k jeho omladzovaniu. Uvoľňovanie produktov delenia z obalu materskej bunky je najvýznamnejším rozdielom medzi skutočnou asexuálnou reprodukciou a vegetatívnou reprodukciou. Niekedy sa v bunke vytvorí iba jedna spóra, ale aj tak opustí materskú škrupinu.

Spóry sa zvyčajne produkujú v špeciálnych bunkách tzv sporangia, líšiace sa od bežných vegetatívnych buniek veľkosťou a tvarom. Vznikajú ako výrastky obyčajných buniek a plnia len funkciu tvorby spór. Niekedy sa spóry tvoria v bunkách, ktoré sa tvarom a veľkosťou nelíšia od bežných vegetatívnych buniek. Spóry sa od vegetatívnych buniek líšia aj tvarom a menšou veľkosťou. Počet spór v sporangiu sa pohybuje od jednej do niekoľkých stoviek. Spóry sú fázou šírenia v životnom cykle rias.

V závislosti od štruktúry existujú:

zoospóry– pohyblivé spóry zelených a hnedých rias, môžu mať jeden, dva, štyri alebo veľa bičíkov, v druhom prípade sú bičíky umiestnené v korune na prednom konci spóry alebo v pároch po celom povrchu;

hemizoospóry– zoospóry, ktoré stratili bičíky, ale zachovali si kontraktilné vakuoly a stigmu;

aplanospóry– nepohyblivé spóry, ktoré sa pokrývajú membránou vo vnútri materskej bunky;

motošportu– aplanospóry, ktoré majú tvar materskej bunky;

hypnospóry– nepohyblivé spóry so zhrubnutými schránkami, určené na prežitie v nepriaznivých podmienkach prostredia.

V červených riasach dochádza k asexuálnej reprodukcii pomocou monospóra, bispor, tetraspóra alebo polyspóra. Monospóry nemajú bičík ani membránu. Po opustení materskej bunky sú schopné améboidného pohybu. Monospóry sa líšia od vegetatívnych buniek tým, že majú vajcovitý alebo guľovitý tvar, sú bohaté na živiny a sú intenzívne sfarbené.

Štruktúra spór a typy sporulácií majú veľký význam pre systematiku rias, pretože odrážajú rozdiely v organizácii rodových foriem rôznych skupín rias.

Vegetatívne rozmnožovanie

Vegetatívne rozmnožovanie v riasach môže prebiehať niekoľkými spôsobmi: jednoduché delenie na dve časti, viacnásobné delenie, pučenie, fragmentácia talu, stolóny, plodové puky, paraspóry, noduly, akinéty.

Jednoduché delenie.

Tento spôsob reprodukcie sa vyskytuje iba v jednobunkových formách rias. K deleniu dochádza najjednoduchšie v bunkách, ktoré majú améboidný typ stavby tela.

Rozdelenie améboidných foriem. Delenie améboidov je možné v akomkoľvek smere. Začína sa predlžovaním tela améby a potom je na rovníku vyznačená priečka, ktorá rozdeľuje telo na dve viac-menej rovnaké časti. Delenie cytoplazmy je sprevádzané rozdelením jadra. Niekedy deleniu predchádza prechod do stacionárneho stavu v dôsledku stiahnutia nôh a bunka nadobudne sférický tvar. Zároveň protoplazma stráca svoju transparentnosť a kontraktilná vakuola zaniká. Ku koncu delenia sa bunka natiahne, zašnuruje a potom sa objavia pseudopody.

Rozdelenie bičíkovitých foriem. V bičíkovitých formách sa vyskytujú najzložitejšie typy vegetatívneho rozmnožovania. Typy reprodukcie sú určené úrovňou organizácie a stupňom polarity buniek. V niektorých kryptofytoch, zlatých a zelených riasach sa reprodukcia jednoduchým delením na dve vyskytuje v pohyblivom stave iba pozdĺž pozdĺžnej osi a začína od predného pólu bunky. V tomto prípade môže bičík ísť iba do jednej bunky alebo môže byť rovnomerne rozdelený medzi nové bunky. Bunka, ktorá nemá bičík, ho sama tvorí. Vo väčšine rias Volvox a Euglena sa počas rozmnožovania bunková membrána stáva hlienom a delenie prebieha v stacionárnom stave. Vo všetkých bičíkových formách, ktoré majú škrupinu, sú bunky rozdelené na dve rovnaké alebo nerovnaké časti. Po oddelení sa stará škrupina odhodí a vytvorí sa nová.

Rozdelenie kokoidných foriem. U rias s kokoidným typom bunkovej štruktúry nadobúda vegetatívne rozmnožovanie typické znaky delenia stacionárnej rastlinnej bunky s dobre ohraničenou bunkovou stenou. Vo svojej jednoduchosti sa približuje k améboidnému typu vegetatívneho rozmnožovania a uskutočňuje sa jednoduchým rozdelením bunky na dve časti.

Pučanie.

Bunky vláknitých rozvetvených rias sa vyznačujú dvoma spôsobmi vegetatívneho rozmnožovania: jednoduchým delením na dve časti a pučaním. Kombinácia týchto spôsobov rozmnožovania spôsobuje bočné vetvenie vláknitých rias.

Fragmentácia.

Fragmentácia je vlastná všetkým skupinám mnohobunkových rias a prejavuje sa v rôznych formách: tvorba hormogónia, regenerácia oddelených častí talu, spontánna strata vetiev, opätovný rast rhizoidov. Príčinou fragmentácie môžu byť mechanické faktory (vlny, prúdy, hryzenie zvierat), prípadne smrť niektorých buniek. Príkladom posledného spôsobu fragmentácie je tvorba hormogónie v modrozelených riasach. Z každého hormogónia môže vzniknúť nový jedinec. Reprodukcia časťami stél, charakteristických pre červené a hnedé riasy, nevedie vždy k obnoveniu normálnych rastlín. Morské riasy rastúce na skalách a skalách sú často čiastočne alebo úplne zničené pôsobením vĺn. Ich oddelené úlomky alebo celé stielky sa v dôsledku neustáleho pohybu vody nedokážu znovu prichytiť k pevnej pôde. Okrem toho sa znova nevytvoria upevňovacie orgány. Ak sa takéto stélky ocitnú na tichých miestach s bahnitým alebo piesčitým dnom, pokračujú v raste ležiac na zemi. Postupom času staršie časti odumierajú a konáre z nich vyčnievajúce sa menia na samostatné stélky, ktoré v takýchto prípadoch hovoria o nepripútaných alebo voľne žijúcich formách príslušného druhu. Riasy sa výrazne menia: ich vetvy sa stenčujú, zužujú a vetvy slabnú. Nepripútané formy rias netvoria orgány pohlavného a nepohlavného rozmnožovania a môžu sa rozmnožovať iba vegetatívne.

Rozmnožovanie výhonkami, stolónmi, plodovými púčikmi, uzlinami, akinetami.

V pletivových formách zelených, hnedých a červených rias nadobúda vegetatívne rozmnožovanie svoju úplnú podobu, ktorá sa len málo líši od vegetatívneho rozmnožovania vyšších rastlín. Pri zachovaní schopnosti regenerácie častí talu získavajú tkanivové formy špecializované formácie, ktoré vykonávajú funkciu vegetatívneho rozmnožovania. Mnohé druhy hnedých, červených, zelených a chara rias majú výhonky, na ktorých rastú nové stélky. Na stélkách niektorých hnedých a červených rias sa vyvíjajú plodové puky (propagule), ktoré opadávajú a vyrastajú do nových stielok.

Pomocou jednobunkových alebo mnohobunkových prezimujúcich uzlín dochádza k sezónnej obnove charofytických rias. Niektoré vláknité riasy (napríklad zelené riasy ulothrix) sa rozmnožujú pomocou akinét – špecializovaných buniek so zhrubnutou schránkou a veľkým množstvom rezervných živín. Sú schopní prežiť nepriaznivé podmienky.

Sexuálna reprodukcia

Sexuálne rozmnožovanie v riasach je spojené so sexuálnym procesom, ktorý pozostáva zo splynutia dvoch buniek, čo vedie k vytvoreniu zygoty, ktorá vyrastie do nového jedinca alebo produkuje zoospóry.

Existuje niekoľko typov sexuálneho rozmnožovania rias:

hologamie(konjugácia) – bez tvorby špecializovaných buniek;

gametogamia– pomocou špecializovaných buniek – gamét.

Hologamia. V najjednoduchšom prípade k procesu dochádza fúziou dvoch imobilných vegetatívnych buniek bez bunkových membrán. V jednobunkových bičíkovitých formách rias sa sexuálny proces uskutočňuje splynutím dvoch jedincov.

Keď sa obsah dvoch bičíkatých vegetatívnych buniek spojí, dôjde k tzv konjugácia. Pri konjugácii dochádza k splynutiu dvoch buniek, ktoré plnia funkciu zárodočných buniek – gamét. K fúzii bunkového obsahu dochádza cez špeciálne vytvorený konjugačný kanál, výsledkom čoho je zygota, ktorá je následne pokrytá hrubou membránou a mení sa na zygospóru. Ak je rýchlosť toku bunkového obsahu rovnaká, v konjugačnom kanáli sa vytvorí zygota. V tomto prípade je rozdelenie buniek na mužské a ženské podmienené.

Gametogamia. K pohlavnému rozmnožovaniu u rias, vrátane jednobunkových, dochádza najčastejšie delením obsahu buniek a tvorbou špecializovaných zárodočných buniek v nich – gamét. Vo všetkých zelených a hnedých riasach majú samčie gaméty bičíky, ale samičie gaméty ich nemajú vždy. V primitívnych riasach sa vo vegetatívnych bunkách tvoria gaméty. Vo viac organizovaných formách sa gaméty nachádzajú v špeciálnych bunkách nazývaných gametangia. Vegetatívna bunka alebo gametangium môže obsahovať jednu až niekoľko stoviek gamét. V závislosti od veľkosti splývajúcich gamét sa rozlišuje niekoľko typov gametogamie: izogamia, heterogamia, oogamia.

Ak majú splývajúce gaméty rovnaký tvar a veľkosť, tento sexuálny proces sa nazýva izogamia.

Ak majú splývajúce gaméty rovnaký tvar, ale rôzne veľkosti (samičia gaméta je väčšia ako mužská), potom hovoria o heterogamie.

Sexuálny proces, pri ktorom sa spája nehybná veľká bunka - vajce a mobilná malá mužská bunka - spermie, volal oogamia. Gametangia s vajíčkami sú tzv archegónia alebo oogónia a so spermiami – anteridia. Samčie a samičie gaméty sa môžu vyvinúť na tom istom jedincovi (jednodomé) alebo na rôznych jedincoch (dvojdomé). Zygota vytvorená v dôsledku splynutia gamét sa po určitých zmenách zmení na zygospóru. Ten je zvyčajne pokrytý hustou škrupinou. Zygospóra môže zostať nečinná po dlhú dobu (až niekoľko mesiacov) alebo klíčiť bez obdobia vegetačného pokoja.

Autogamia. Špeciálny typ sexuálneho procesu. Spočíva v tom, že bunkové jadro sa meioticky delí, zo štyroch vytvorených jadier sa dve zničia a zvyšné dve jadrá sa spoja, čím vznikne zygota, ktorá sa bez prestávky zväčšuje a mení sa na auxospóru. Takto jednotlivci omladzujú.

2.4. Životné cykly rias

Životný cyklus, príp vývojový cyklus, je súbor všetkých vývojových štádií organizmov, v dôsledku ktorých z určitých jedincov alebo ich rudimentov vznikajú nové jedince a im podobné rudimenty. Štádium starnutia vedúce k smrti jedinca a obdobia odpočinku presahujú životný cyklus. Vývojový cyklus môže byť jednoduchý alebo zložitý, čo súvisí s pomerom diploidných a haploidných jadrových fáz, príp. formy rozvoja(obr. 11).

Ryža. 11. Životné cykly rias (podľa:): I – haplobiont so zygotickou redukciou; II – haplodiplobiont so spórovou redukciou; III – diplobiont s herniou redukciou; IV – haplodiplobiont so somatickou redukciou. Dominantná fáza v prípadoch I a III je mnohobunková; ak je jednobunková, potom je dlhotrvajúca a schopná mitotickej reprodukcie; 1 – haploidná fáza; 2 – diploidná fáza

Pojem životný cyklus je spojený so striedaním generácií. Pod generácie rozumieť súhrnu jedincov posudzovaných vo vzťahu k predkom a potomkom žijúcim v blízkej dobe a geneticky príbuzných s ňou.

Pre sinice je charakteristický jednoduchý životný cyklus, v ktorom sa pohlavné rozmnožovanie nenachádza. Ich životné cykly sú ukončené ( veľký) A malý. Malý životný cyklus zodpovedá určitým vetvám veľkého cyklu a vedie k opakovanému vzniku stavov stredného veku jedincov siníc . Vývojový cyklus cyanobaktérií teda zahŕňa určité segmenty vývoja jednej alebo viacerých po sebe nasledujúcich generácií špecifickej systematickej formy: od primordia jedinca až po vznik nových primordií rovnakého typu.

U väčšiny rias so sexuálnym procesom sa v závislosti od ročného obdobia a vonkajších podmienok pozorujú rôzne formy rozmnožovania (sexuálne a nepohlavné), so zmenou haploidnej a diploidnej jadrovej fázy. Zmeny, ktorými jednotlivec prechádza medzi rovnakými fázami vývoja, tvoria jeho životný cyklus.

Orgány pohlavného a nepohlavného rozmnožovania sa môžu vyvinúť na tom istom jedincovi alebo na rôznych jedincoch. Rastliny produkujúce spóry sa nazývajú sporofyty a tvoriace sa gaméty sú gametofyty. Rastliny, ktoré môžu produkovať spóry aj gaméty, sa nazývajú gametosporofyty. Gametosporofyty sú charakteristické pre mnohé riasy: zelené (Ulvacaceae), hnedé (Ectocarpaceae) a červené (Bangieaceae). Vývoj reprodukčných orgánov jedného alebo druhého typu je určený teplotou prostredia. Napríklad na lamelárnej stélke červených rias Porphyra Tenera pri teplotách pod 15–17 °C vznikajú orgány pohlavného rozmnožovania a pri vyšších teplotách orgány nepohlavného rozmnožovania. Vo všeobecnosti sa u mnohých rias vyvíjajú gaméty pri nižšej teplote ako spóry. Vývoj niektorých reprodukčných orgánov ovplyvňujú aj ďalšie faktory: intenzita svetla, dĺžka dňa, chemické zloženie vody vrátane jej slanosti.

Gametofyty, gametosporofyty a sporofyty rias sa nemusia líšiť vo vzhľade alebo mať dobre definované morfologické rozdiely. Rozlišovať izomorfný(podobné) a heteromorfný(rôzne) zmeny foriem vývoja, ktoré sa stotožňujú so striedaním generácií. U väčšiny gametosporofytov nedochádza k striedaniu generácií. Niekedy gametofyty a sporofyty, bez toho, aby sa morfologicky líšili, existujú v rôznych podmienkach prostredia; v niektorých prípadoch sa líšia morfologicky. Napríklad v červených riasach Porphyra Tenera sporofyty majú formu rozvetvených jednoradových filamentov, ktoré sú uložené vo vápenatom substráte (ulity mäkkýšov, horniny). Rastú prednostne pri slabom osvetlení a prenikajú substrátom do veľkých hĺbok. Gametofyty tejto riasy majú formu dosiek a rastú v dobrom svetle blízko okraja vody a v prílivovej zóne.

Pri heteromorfnom striedaní generácií sa štruktúra sporofytov a gametofytov v niektorých prípadoch dosť výrazne líši. Teda v zelených riasach z rodov Akrosifónia A Spongomorpha gametofyt je mnohobunkový, vysoký niekoľko centimetrov a sporofyt je jednobunkový, mikroskopický. Možné sú aj iné pomery veľkostí gametofytov a sporofytov. V hnedých riasach Cukry gametofyt je mikroskopický a sporofyt je dlhý až 12 m. Vo väčšine rias sú gametofyty a sporofyty nezávislé rastliny. U mnohých druhov červených rias rastú sporofyty na gametofytoch a u niektorých hnedých rias sa gametofyty vyvíjajú vo vnútri sporofytnej stielky.

Pre viac organizované skupiny rias je charakteristická heteromorfná zmena vo vývojových formách, kedy sa pozoruje jasne definované oddelenie sporofytu od gametofytu. V tomto prípade je jedna z foriem, najčastejšie gametofyt, mikroskopická. Predpokladá sa, že heteromorfný vývojový cyklus rias vznikol z izomorfného. Spôsoby vývoja gametofytu a sporofytu majú v taxonómii rias veľký význam. Pre červené riasy sú charakteristické najzložitejšie a najrozmanitejšie vývojové cykly, ktoré sa nenachádzajú u iných rias.

Zmena jadrových fáz.

Počas sexuálneho procesu sa v dôsledku splynutia gamét a ich jadier počet chromozómov v jadre zdvojnásobí. V určitom štádiu vývojového cyklu, počas meiózy, sa počet chromozómov znižuje, v dôsledku čoho výsledné jadrá dostávajú jednu sadu chromozómov. Sporofyty mnohých rias sú diploidné a meióza sa v ich vývojovom cykle zhoduje s momentom tvorby spór, z ktorých sa vyvíjajú haploidné gametosporofyty alebo gametofyty. Táto meióza sa nazýva sporická redukcia. Sporofyty primitívnejších červených rias (rod Cladophora, Ectocarpus a mnohé ďalšie) tvoria spolu s haploidnými spórami diploidné spóry, z ktorých sa opäť vyvinú sporofyty. Spóry vyskytujúce sa na gametosporofytoch slúžia na samoobnovu materských rastlín. Sporofyty a gametofyty rias v najvyšších štádiách vývoja sa striktne striedajú bez sebaobnovy.

V mnohých riasach sa meióza vyskytuje v zygote. Táto meióza sa nazýva zygotická redukcia a nachádza sa v mnohých druhoch zelených a charopytových rias. V sladkovodných riasach volvox a ulothrix je sporofyt zastúpený jednobunkovou zygotou, ktorá produkuje až 32 zoospór, ktorých hmotnosť je mnohonásobne väčšia ako materské gaméty, t.j. v podstate sa pozoruje spórová redukcia.

Niektoré skupiny rias majú gametická redukcia, ktorý je charakteristický pre zvieratá, a nie pre rastlinné organizmy. V týchto riasach dochádza k meióze počas tvorby gamét, zatiaľ čo zvyšné bunky talu zostávajú diploidné. Takáto zmena jadrových fáz je vlastná rozsievkam a hnedým riasam fucus, ktoré sú rozšírené po celom svete (ktoré zahŕňajú najrozšírenejšie druhy morských rias) a medzi zelenými riasami vo veľkom rode Cladophora. Predpokladá sa, že vývoj s gametickou redukciou jadra dáva týmto riasam určité výhody oproti iným.

Ak sa redukčné delenie vyskytuje v sporangiách pred tvorbou spór nepohlavného rozmnožovania (sporická redukcia), potom dochádza k striedaniu generácií - diploidný sporofyt a haploidný gametofyt. Tento typ životného cyklu sa nazýva haplobiont so sporickým zníženie. Je charakteristická pre niektoré zelené riasy, mnohé hnedé a červené riasy.

Nakoniec v niekoľkých riasach dochádza k meióze vo vegetatívnych bunkách diploidného talu (somatická redukcia), z ktorej sa potom vyvinú haploidné tali. Takéto životný cyklus s somatická redukcia známy z červených a zelených rias.

Kontrolné otázky

Druhy výživy rias.

Druhy talu rias.

Charakteristika monadickej morfologickej stavby.

Charakteristika rhizopodiálnej morfologickej štruktúry. Typy cytoplazmatických procesov.

Charakteristika palmeloidnej morfologickej štruktúry.

Charakteristika morfologickej štruktúry kokoidov.

Charakteristika trichálnej morfologickej štruktúry.

Charakteristika heterotrichálnej morfologickej štruktúry.

Charakteristika morfologickej štruktúry parenchýmu.

Charakteristika sifonálnej morfologickej štruktúry.

Charakteristika sifonokladálnej morfologickej štruktúry.

12. Nepohlavné rozmnožovanie. Typy sporov.

13. Typy vegetatívneho rozmnožovania rias.

14. Typy sexuálneho rozmnožovania rias.

15. Ako sa sporofyty a gametofyty líšia?

16. Čo je heteromorfná a izomorfná zmena generácií?

17. Zmena jadrových fáz v životnom cykle rias. Sporická, zygotická a hernia redukcia.

3. EKOLOGICKÉ SKUPINY RIAS

Riasy sú rozšírené po celom svete a nachádzajú sa v rôznych vodných, suchozemských a pôdnych biotopoch. Sú známe rôzne ekologické skupiny: riasy vodných biotopov, suchozemské riasy, pôdne riasy, riasy horúcich prameňov, riasy snehu a ľadu, riasy hypersalinných prameňov.

3.1. Riasy vodných biotopov

3.1.1. Fytoplanktón

Pojem „fytoplanktón“ znamená súbor rastlinných organizmov plávajúcich vo vodnom stĺpci. Planktonické riasy sú hlavným a v niektorých prípadoch jediným producentom primárnej organickej hmoty, na základe ktorej existuje všetok život vo vodnom útvare. Produktivita fytoplanktónu závisí od komplexu rôznych faktorov.

Planktonické riasy žijú v rôznych vodných útvaroch – od oceánu až po kaluže. Okrem toho väčšia diverzita podmienok prostredia vo vnútrozemských vodných útvaroch v porovnaní s moriami určuje aj výrazne väčšiu diverzitu druhového zloženia a ekologických komplexov sladkovodného planktónu.

Fytoplanktón sladkovodných ekosystémov charakterizuje jasne definovaná sezónnosť. V každom ročnom období prevláda v nádrži jedna alebo niekoľko skupín rias a v obdobiach intenzívneho rozvoja často dominuje len jeden druh. Takže v zime, pod ľadom (najmä keď je ľad pokrytý snehom), je fytoplanktón veľmi chudobný alebo takmer chýba kvôli nedostatku svetla. Vegetatívny vývoj planktónových rias ako spoločenstva začína v marci až apríli, kedy je úroveň slnečného žiarenia dostatočná na fotosyntézu rias aj pod ľadom. V tomto čase sa objavujú pomerne početné drobné bičíkovce - výrastky, dinofyty, zlaté, ale aj chladnomilné rozsievky. V období rozpadu ľadu pred vznikom teplotnej stratifikácie, ku ktorému zvyčajne dochádza pri zahriatí hornej vrstvy vody na 10–12 °C, sa začína rýchly vývoj chladnomilného komplexu rozsievok. V lete, keď je teplota vody nad 15°C, sa pozoruje maximálna produktivita modrozelených, euglenoidných a zelených rias. V závislosti od trofického a limnologického typu nádrže môže v tomto čase dôjsť k „kvitnutiu“ vody v dôsledku rozvoja modrozelených a zelených rias.

Jednou z významných vlastností sladkovodného fytoplanktónu je množstvo dočasných planktonických rias v ňom. Množstvo druhov, ktoré sú všeobecne považované za typicky planktónne, v rybníkoch a jazerách má vo svojom vývoji spodnú alebo perifytónovú (pripojenú k nejakému objektu).

Morský fytoplanktón pozostáva hlavne z rozsievok a dinofytov. Z rozsievok sú početní najmä zástupcovia rodov Chaetoceros, Rhizosolenia, Thalassiosira a niektoré ďalšie chýbajúce v sladkovodnom planktóne. Zloženie bičíkových foriem dinofytných rias v morskom fytoplanktóne je veľmi rôznorodé. Zástupcovia primnesiofytov sú v morskom fytoplanktóne veľmi početní, v sladkých vodách sú zastúpení len niekoľkými druhmi. Hoci je morské prostredie na veľkých plochách relatívne homogénne, podobná homogenita sa nepozoruje v distribúcii morského fytoplanktónu. Rozdiely v druhovom zložení a početnosti sú často výrazné aj v relatívne malých oblastiach morskej vody, ale obzvlášť zreteľne sa odrážajú vo veľkej geografickej zonalite rozšírenia. Tu sa prejavuje ekologický vplyv hlavných environmentálnych faktorov: slanosti vody, teploty, svetla a obsahu živín.

Planktonické riasy majú zvyčajne špeciálne úpravy na život v suspenzii. Niektoré majú rôzne druhy výrastkov a častí tela - ostne, štetiny, zrohovatené výrastky, blany. Iné tvoria kolónie, ktoré hojne vylučujú hlien. Iní zase hromadia vo svojom tele látky, ktoré zvyšujú ich vztlak (kvapôčky tuku v rozsievkach, plynové vakuoly v modrozelených). Tieto útvary sú oveľa vyvinutejšie u morských fytoplanktérov ako u sladkovodných. Jednou z úprav pre existujúcu suspenziu vo vodnom stĺpci je malá veľkosť tela planktónových rias.

3.1.2. fytobentos

Fytobentos označuje súbor rastlinných organizmov, ktoré sú prispôsobené na to, aby existovali v pripevnenom alebo nepripojenom stave na dne nádrží a na rôznych predmetoch, živých a mŕtvych organizmoch vo vode.

Možnosť rastu bentických rias v špecifických biotopoch je daná abiotickými aj biotickými faktormi. Spomedzi biotických faktorov zohráva významnú úlohu konkurencia s inými riasami a prítomnosť konzumentov. To vedie k tomu, že určité druhy bentických rias nerastú vo všetkých hĺbkach a nie vo všetkých vodných útvaroch s vhodnými svetelnými a hydrochemickými podmienkami. Svetlo je obzvlášť dôležité pre rast bentických rias ako fotosyntetických organizmov. Mieru jeho využitia však ovplyvňujú aj ďalšie faktory prostredia: teplota, obsah biogénnych a biologicky aktívnych látok, zdroje kyslíka a anorganického uhlíka, a čo je najdôležitejšie, rýchlosť vstupu týchto látok do talu, ktorá závisí od koncentrácie látok a rýchlosti pohybu vody. Miesta s intenzívnym pohybom vody sa spravidla vyznačujú bujným rozvojom bentických rias.

Bentické riasy rastúce v aktívnych podmienkach pohyb vody, získať výhody oproti riasam rastúcim v sedavých vodách. Rovnakú úroveň fotosyntézy môžu organizmy fytobentosu dosiahnuť v podmienkach prúdenia s menším množstvom svetla, čo podporuje rast väčších stielok. Pohyb vody navyše zabraňuje usadzovaniu čiastočiek bahna na skalách a kameňoch, ktoré narúšajú fixáciu púčikov rias, podporujú rast spodných rias a odplavujú riasožravé živočíchy z povrchu pôdy. Napokon, hoci pri silných prúdoch alebo silnom príboji dochádza k poškodeniu alebo odtrhnutiu rias od zeme, pohyb vody stále nebráni usadzovaniu mikroskopických druhov rias alebo mikroskopických štádií rias makrofytov.

Vplyv pohybu vody na vývoj bentických rias je badateľný najmä v riekach, potokoch a horských potokoch. V týchto nádržiach sa nachádza skupina bentických organizmov, ktoré preferujú miesta so silnými prúdmi. V jazerách, kde nie sú silné prúdy, má pohyb vĺn prvoradý význam. Vlny v moriach majú významný vplyv aj na život bentických rias, najmä na ich vertikálne rozloženie.

V severných moriach je distribúcia a početnosť bentických rias ovplyvnená ľad. V závislosti od jej hrúbky, pohybu a hrboľatosti môžu byť húštiny rias zničené (vymazané) až do hĺbky niekoľkých metrov. Preto sa napríklad v Arktíde vyskytujú trváce hnedé riasy ( Fucus, Laminaria) je najjednoduchšie nájsť pri brehu medzi balvanmi a skalnými rímsami, ktoré bránia pohybu ľadu.

Život bentických rias je ovplyvnený mnohými spôsobmi teplota. Spolu s ďalšími faktormi určuje rýchlosť ich rastu, tempo a smer vývoja, moment formovania ich reprodukčných orgánov a geografickú zonalitu rozšírenia.

Intenzívny rozvoj rias tiež uľahčuje mierny obsah vody. živiny. V sladkých vodách sa takéto podmienky vytvárajú v plytkých rybníkoch, v pobrežnej zóne jazier, v stojatých vodách riek, v moriach - v malých zátokách.

Ak je na takýchto miestach dostatočné osvetlenie, tvrdé pôdy a slabý pohyb vody, vytvárajú sa optimálne podmienky pre život fytobentosu. Pri absencii pohybu vody a jej nedostatočnom obohatení živinami bentické riasy rastú zle. Takéto podmienky existujú v skalnatých zálivoch s veľkým sklonom dna a značnými hĺbkami v strede, pretože živiny z dnových sedimentov nie sú prenášané do horných horizontov. Okrem toho môžu v takýchto biotopoch chýbať makroskopické morské riasy, ktoré slúžia ako substrát pre mnohé malé formy bentických rias.

Zdrojmi živín vo vode sú pobrežné odtoky a spodné sedimenty. Úloha týchto látok je obzvlášť veľká ako akumulátory organických zvyškov. V spodných sedimentoch dochádza v dôsledku životne dôležitej činnosti baktérií a húb k mineralizácii organických zvyškov; komplexné organické látky sa premieňajú na jednoduché anorganické zlúčeniny dostupné pre fotosyntetické rastliny.

Okrem svetla, pohybu vody, teploty a obsahu živín závisí rast bentických rias od prítomnosť bylinožravých vodných živočíchov– ježovky, ulitníky, kôrovce, ryby. Toto je obzvlášť viditeľné v húštinách rias rias, ktoré sú veľké. V tropických moriach na niektorých miestach ryby úplne požierajú zelené, hnedé a červené riasy s mäkkým talom. Gastropody, ktoré sa plazia po dne, jedia mikroskopické riasy a malé sadenice makroskopických druhov.

Prevládajúcimi spodnými riasami kontinentálnych vodných útvarov sú rozsievky, zelené, modrozelené a žltozelené vláknité riasy, pripevnené alebo neprichytené k substrátu.

Hlavné bentické riasy morí a oceánov sú hnedé a červené, niekedy zelené, makroskopicky pripojené talózne formy. Všetky môžu byť porastené drobnými rozsievkami, modrozelenými a inými riasami.

V závislosti od miesta rastu sa medzi bentické riasy rozlišujú tieto ekologické skupiny:

epility– rastú na povrchu tvrdej pôdy (skaly, kamene);

epipelity– obývajú povrch sypkých pôd (piesok, bahno);

epifyty– epizoity– žijú na povrchu rastlín/živočíchov;

endofytov– endozoity alebo endosymbionty– žijú v tele rastlín/živočíchov, ale živia sa nezávisle (majú chloroplasty a fotosyntetizujú);

endolity– žijú vo vápenatom substráte (skaly, schránky mäkkýšov, schránky kôrovcov).

Niekedy je izolovaná skupina organizmov zanášanie, alebo perifytón. Organizmy zaradené do tejto skupiny žijú na predmetoch, ktoré sa väčšinou pohybujú alebo obletujú vodou. Okrem toho sa odoberajú z dna a sú vystavené iným svetelným, potravinovým a teplotným podmienkam ako skutočne organizmy žijúce na dne.

Znečisťujúca kompozícia obsahuje mikroriasy a makrofytné riasy. Mikroskopické riasy (modrozelené a rozsievky) vytvárajú hlienovitý bakteriálno-riasovo-detritický film na substráte zavedenom do vodného prostredia. Potom sa makroriasy (červené, hnedé a zelené) usadia na primárnom mikrofilme spolu so zvieratami. To spôsobuje vážne zasahovanie do ľudskej hospodárskej činnosti. V dôsledku zanášania klesá rýchlosť lodí a účinnosť hydroakustických zariadení, zvyšuje sa spotreba paliva a podvodné konštrukcie sú ťažšie a korodujú. Okrem toho môže slizký film vytvorený znečistením narušiť činnosť vodovodných potrubí, upchať otvory prívodov vody a potrubí a narušiť procesy výmeny tepla v chladiacich jednotkách.

Prichytené zanášacie organizmy, ktoré žijú na podvodných štruktúrach v prílivovej zóne a v hĺbkach do 1 m, sa v zime zvyčajne eliminujú dlhodobým vysychaním a obrusovaním ľadom. Preto sa tu každoročne v období jar-leto vytvárajú spoločenstvá znečistenia, charakteristické pre pionierske štádium biologickej sukcesie. Dominantnými druhmi takýchto spoločenstiev sú spolu s podustvami a mäkkýšmi často makrofytné riasy. V sublitorálnej zóne podvodných stavieb - od hĺbky 0,7-0,9 m po ich základňu (6-12 m) - sa vyvíja trvalé znečistenie. V jeho zložení dominujú hnedé riasy z rodov Sacharina A Costaria. Biomasa týchto veľkých rias v miernych zemepisných šírkach môže byť veľmi významná a dosahuje desiatky kilogramov na meter štvorcový.

Znečistené riasy môžu existovať aj vo vzduchu ( aerophyton). Z nich prevládajú zelené a modrozelené riasy. Za určitých podmienok môžu aerofytónové riasy poškodiť priemyselné a stavebné materiály, architektonické pamiatky, maľby a pod., ak nie sú chránené toxickými nátermi. Príčinou poškodenia sú produkty látkovej premeny znečisťujúcich látok, najmä organických kyselín. Riasy aerophyton sú bežné najmä vo vlhkých trópoch, kde je dostatok tepla, vlhka a prachu organického pôvodu, čo je živná pôda pre ich rozvoj. Biologické poškodenie z nich môže byť značné.

Epility. Do tejto skupiny patria prichytené riasy. Osídľujú povrch kameňov, vytvárajú kôrovité kryty alebo ploché podložky, alebo majú špeciálne prichytávacie orgány - rizoidy. Intenzívny vývoj epilitov sa pozoruje v nádržiach s tvrdým dnom a rýchlo tečúcou vodou. Typickými epilitmi sú zástupcovia zlatých rias z rodu Hydrurus, hnedé riasy z rodov Saccharina, Kelp, Kostaria atď.

Epipelity. Voľné riasy šíriace sa po dne, viažuce a spevňujúce substrát. Často ich reprezentujú rozsievky, aureus, euglenoidy, kryptofyty a dinofyty voľne lezúce po substráte. Pripojovacími orgánmi epipelitov sú niekedy krátke rizoidy, ktoré sa nemôžu hlboko zakoreniť. Na bahnitom dne sa dobre vyvíjajú iba charopytné riasy s dlhými rizoidmi.

Zvyčajne sú orgány pripevnenia epilitov a epipelitov špeciálne formácie - chodidlo, noha, chodidlo, sliznica alebo sliznica, vankúš atď.

Epifyty/epizoity. Riasy využívajú živé organizmy ako substrát. Epizoity sú riasy, ktoré sa usadzujú na zvieratách. Na povrchu lastúr mäkkýšov sú malé zelené ( Edogonium, Cladophora, Ulva) a červená ( Gelidium, Palmaria,) morské riasy; na špongiách - zelená, modrozelená a rozsievky. Epizoity žijú na kôrovcoch, vírnikoch, menej často na vodnom nehmyze alebo larvách, červoch a ešte väčších živočíchoch. Epizoity zahŕňajú druhy zelených a charopytových rias z rodov Chlorangiella, Charatiochloris, Korzhikoviella, Chlorangiopsis atď. Väčšina epizoitov nemôže existovať izolovane od substrátu. Riasy zvyčajne uhynú na uhynutých zvieratách alebo na ich škrupinách, ktoré sa vysypú počas línania.

Epifyty sú riasy, ktoré žijú na rastlinách. Medzi substrátovou rastlinou (bazifytom) a epifytnou rastlinou vznikajú krátkodobé spojenia. Komplexný a zaujímavý fenomén epifytizmu je stále nedostatočne pochopený. Časté sú prípady dvojitého až trojitého epifytizmu, kedy niektoré riasy usadzujúce sa na iných väčších formách sú samy substrátom pre iné, menšie alebo mikroskopické druhy. Niekedy je pre vývoj epifytov dôležitý fyziologický stav substrátovej rastliny. Počet epifytov sa spravidla zvyšuje so starnutím bazifitových rias. Napríklad najväčšie druhové bohatstvo epifytických rias aedogonia je pozorované na mŕtvych vodných rastlinách ( Manna, Reed, Sedge).

Endofyty/endozoity alebo endosymbionty

Endosymbionty, alebo intracelulárne symbionty - riasy, ktoré žijú v tkanivách alebo bunkách iných organizmov (bezstavovcov alebo rias). Tvoria akúsi ekologickú skupinu. Intracelulárne symbionty nestrácajú schopnosť fotosyntézy a reprodukcie vo vnútri hostiteľských buniek. Rôzne riasy môžu byť endosymbionty, ale najpočetnejšie sú endosymbiózy jednobunkových zelených a žltozelených rias s jednobunkovými živočíchmi. Riasy zúčastňujúce sa takýchto symbióz sa nazývajú zoochlorella A zooxanthellae. Zelené a žltozelené riasy tvoria endosymbiózy s mnohobunkovými organizmami: hubami, hydrami a pod. Endosymbiózy modrozelených rias s prvokmi sú tzv. synkyanózy. Často sa v hlienoch niektorých modrozelených druhov môžu usadiť aj iné druhy siníc. Zvyčajne používajú hotové organické zlúčeniny, ktoré sa hojne tvoria pri rozklade slizu kolónie hostiteľskej rastliny a intenzívne sa množia.

Najbežnejšími endofytmi sú zástupcovia zlatých (druhy rodov Chromulina, Myxochloris) a zelená (rod Chlorochitrium, Chlamydomyx) riasy, ktoré sa usadzujú v tele žaburinky a sphagnum machu. Rod zelených rias Carteria sa usadzuje v epidermálnych bunkách ciliated červa Konvolut, jeden druh rodu Chlorella– vo vakuolách prvokov a druhov rodu Chlorococcum– v bunkách kryptofytných rias Cyanophora.

3.1.3. Riasy extrémnych vodných ekosystémov

Horúce jarné riasy. Riasy, ktoré rastú pri teplotách 35–85 °C, sa nazývajú teplomilné.Často sa vysoké teploty prostredia spájajú s vysokým obsahom minerálnych solí alebo organických látok (silne kontaminované horúce odpadové vody z tovární, tovární, elektrární alebo jadrových elektrární). Typickými obyvateľmi horúcich vôd sú modrozelené riasy a v menšej miere aj rozsievky a zelené riasy.

Riasy snehu a ľadu. Riasy, ktoré rastú na povrchu ľadu a snehu, sa nazývajú kryofilné. Keď sa vyvíjajú vo veľkom počte, môžu spôsobiť zelené, žlté, modré, červené, hnedé alebo čierne „kvitnutie“ snehu alebo ľadu. Medzi kryofilnými riasami prevládajú zelené, modrozelené a rozsievkové riasy. Len niekoľko z týchto rias má pokojové štádiá; väčšine chýbajú špeciálne morfologické úpravy, aby tolerovali nízke teploty.

Riasy z útvarov slanej vody dostal meno halofilné alebo halobionty. Takéto riasy rastú pri vysokých koncentráciách soli vo vode, dosahujúc 285 g/l v jazerách s prevahou kuchynskej soli a 347 g/l v glauberských jazerách. So zvyšujúcou sa salinitou klesá počet druhov rias; Len niekoľko z nich znesie veľmi vysokú slanosť. V nadsolných (hyperhalinných) vodných útvaroch prevládajú jednobunkové mobilné zelené riasy - hyperhalobes ktorých bunkám chýba membrána a sú obklopené plazmalemou ( Asteromonas, Pedinomonas). Vyznačujú sa zvýšeným obsahom chloridu sodného v protoplazme, vysokým intracelulárnym osmotickým tlakom a akumuláciou karotenoidov a glycerolu v bunkách. V niektorých usadených nádržiach môžu takéto riasy spôsobiť červené alebo zelené „kvitnutie“ vody. Dno hyperhalinových nádrží je niekedy úplne pokryté modrozelenými riasami; Medzi nimi prevládajú druhy z rodov Oscilatorium, Spirulina atď. S poklesom salinity sa pozoruje nárast druhovej diverzity rias: okrem modrozelených rias sa objavujú rozsievky (druhy rodov Navicula, Nietzsche).

3.2. Riasy nevodných biotopov

Hoci hlavným životným prostredím väčšiny rias je voda, vďaka eurytopickej povahe tejto skupiny organizmov úspešne kolonizujú rôzne biotopy mimo vody. Za prítomnosti aspoň periodickej vlhkosti sa mnohé z nich vyvíjajú na rôznych pozemných objektoch - skalách, kôre stromov, plotoch atď. Priaznivým biotopom pre riasy je pôda. Okrem toho sú známe aj spoločenstvá endolitových rias, ktorých hlavným životným prostredím je okolitý vápenatý substrát.

Spoločenstvá tvorené riasami v mimovodných biotopoch sa delia na aerofilné, edafilné a litofilné.

3.2.1. Aerofilné riasy

Hlavným životným prostredím aerofilných rias je vzduch, ktorý ich obklopuje. Typickými biotopmi sú povrchy rôznych mimozemných tvrdých substrátov (skaly, kamene, kôra stromov, múry domov a pod.). V závislosti od stupňa vlhkosti sú rozdelené do dvoch skupín: vzduch a voda-vzduch. Vzdušné riasyŽijú v podmienkach iba atmosférickej vlhkosti a neustále sa menia vlhkosť a sušenie. Vodno-vzduchové riasy sú vystavené neustálemu zavlažovaniu vodou (pod prúdom vodopádov, v zóne príboja atď.).

Životné podmienky týchto rias sú veľmi zvláštne a vyznačujú sa predovšetkým častou zmenou dvoch faktorov - vlhkosti a teploty. Riasy, ktoré žijú v podmienkach výlučne atmosférickej vlhkosti, sú často nútené prejsť zo stavu nadmernej vlhkosti (napríklad po prívalovom daždi) do stavu minimálnej vlhkosti v období sucha, kedy vyschnú natoľko, že sa dajú rozdrviť do prášok. Vodné riasy žijú v podmienkach relatívne konštantnej vlhkosti, avšak aj u nich dochádza k výrazným výkyvom v tomto faktore. Napríklad riasy, ktoré žijú na skalách zavlažovaných spŕškou vodopádov, zažívajú v lete, keď prietok výrazne klesá, deficit vlahy. Aerofilné spoločenstvá sú tiež náchylné na neustále kolísanie teploty. Cez deň sú veľmi horúce, v noci sa ochladzujú a v zime zamŕzajú. Je pravda, že niektoré aerofilné riasy žijú v pomerne konštantných podmienkach (na stenách skleníkov). Vo všeobecnosti sa však nepriaznivým podmienkam existencie tejto skupiny prispôsobilo pomerne málo rias, reprezentovaných mikroskopickými jednobunkovými, koloniálnymi a vláknitými formami modrozelených a zelených rias a v oveľa menšej miere aj rozsievkami. Medzi červenými riasami rodu sú známe aj aerofilné formy Porphyridium atď.; nachádzajú sa na kameňoch a starých stenách skleníkov. Počet druhov nájdených v aerofilných skupinách sa blíži k 300. Keď sa aerofilné riasy vyvíjajú vo veľkom množstve, zvyčajne majú formu práškových alebo slizkých usadenín, plstnatých hmôt, mäkkých alebo tvrdých filmov a kôr.

Na kôre stromov sú obvyklými osadníkmi všadeprítomné zelené riasy z rodov Pleurococcus, Chlorella, Chlorococcus. Modrozelené riasy a rozsievky sa na stromoch vyskytujú oveľa menej často. Existujú dôkazy, že na nahosemenných rastlinách rastú prevažne zelené riasy.

Systematické zloženie skupín rias žijúcich na povrchu obnažených hornín je rôzne. Vyvíjajú sa tu rozsievky a niektoré, väčšinou jednobunkové, zelené riasy, no najčastejšie sa v týchto biotopoch vyskytujú zástupcovia modrozelených rias. Riasy a sprievodné baktérie tvoria „horské opálenie“ (kamenné filmy a kôry) na kryštalických horninách rôznych pohorí. Suť, ktorá sa hromadí v skalných výklenkoch, je zvyčajne obývaná jednobunkovými zelenými riasami a modrozelenými riasami. Porasty rias sú obzvlášť bohaté na povrchu vlhkých skál. Tvoria filmy a výrastky rôznych farieb. Spravidla tu žijú druhy vybavené hrubými sliznicami. V závislosti od intenzity svetla môže byť sliz zafarbený viac alebo menej intenzívne, čo určuje farbu výrastkov. Môžu byť jasne zelené, zlaté, hnedé, fialové, takmer čierne, v závislosti od druhu, ktorý ich tvorí. Pre zavlažované horniny sú charakteristické najmä zástupcovia modrozelených rias, ako sú druhy rodov Gleocapsa, Tolipothrix, Spirogyra atď. V porastoch na vlhkých skalách možno nájsť aj rozsievky z rodov Frustúlia, Achnantes atď.

Spoločenstvá aerofilných rias sú teda veľmi rôznorodé a vznikajú za úplne priaznivých aj extrémnych podmienok. Vonkajšie a vnútorné adaptácie na tento životný štýl sú rôznorodé a podobné adaptáciám pôdnych rias, najmä tých, ktoré sa vyvíjajú na povrchu pôdy.

3.2.2. Edafilné riasy

Hlavným životným prostredím edafofilných rias je pôda. Typickými biotopmi sú povrch a hrúbka pôdnej vrstvy, ktorá má na bionty fyzikálny a chemický vplyv. V závislosti od umiestnenia rias a ich životného štýlu sa v rámci tohto typu rozlišujú tri skupiny: suchozemské riasy, masívne sa rozvíjajúce na povrchu pôdy v podmienkach atmosférickej vlhkosti; vodno-pozemský morské riasy, hromadne sa rozvíjajúce na povrchu pôdy, neustále nasýtené vodou; pôdne riasy, obývajúci hrúbku pôdnej vrstvy.

Pôda ako biotop je podobná vodným aj vzdušným biotopom: obsahuje vzduch, ale je nasýtená vodnou parou, čo zabezpečuje dýchanie atmosférickým vzduchom bez hrozby vysychania. Nehnuteľnosť. čím sa pôda zásadne odlišuje od vyššie uvedených biotopov je jej neprehľadnosť. Tento faktor má rozhodujúci vplyv na vývoj rias. V hrúbke pôdy, kam svetlo nepreniká, sa však životaschopné riasy nachádzajú v hĺbke do 2 m na panenských pôdach a do 2,7 m na ornej pôde. Vysvetľuje to schopnosť niektorých rias prejsť na heterotrofnú výživu v tme.

Malé množstvo rias sa nachádza v hlbokých vrstvách pôdy. Aby si pôdne riasy zachovali životaschopnosť, musia mať schopnosť tolerovať nestabilnú vlhkosť, náhle výkyvy teplôt a silné slnečné žiarenie. Tieto vlastnosti zabezpečuje množstvo morfologických a fyziologických znakov. Napríklad sa zistilo, že pôdne riasy majú relatívne malú veľkosť v porovnaní so zodpovedajúcimi vodnými formami toho istého druhu. So znižovaním veľkosti buniek sa zvyšuje ich schopnosť zadržiavať vodu a odolnosť voči suchu. Dôležitú úlohu v odolnosti pôdnych rias voči suchu zohráva schopnosť hojne produkovať sliz – slizké kolónie, obaly a obaly pozostávajúce z hydrofilných polysacharidov. Vďaka prítomnosti hlienu riasy po navlhčení rýchlo absorbujú vodu a ukladajú ju, čím spomaľujú vysychanie. Pôdne riasy uskladnené v suchom stave vo vzorkách pôdy preukazujú úžasnú životaschopnosť. Ak sa takáto pôda po desaťročiach umiestni na živnú pôdu, bude možné pozorovať vývoj rias.

Charakteristickým znakom pôdnych rias je „dočasnosť“ vegetačného obdobia - schopnosť rýchlo prejsť zo stavu pokoja do aktívneho života a naopak. Sú tiež schopné odolávať teplotným výkyvom vo veľmi širokom rozsahu: od -200 do +84°C. Pôdne riasy (väčšinou modrozelené) sú odolné voči ultrafialovému a rádioaktívnemu žiareniu.

Prevažná väčšina pôdnych rias sú mikroskopické formy, ale často ich možno vidieť na povrchu pôdy voľným okom. Masívny rozvoj takýchto rias môže spôsobiť ozelenenie svahov roklín a strán lesných ciest.

Z hľadiska systematického zloženia sú pôdne riasy dosť rôznorodé. Medzi nimi sú modrozelené a zelené riasy zastúpené v približne rovnakých pomeroch. Žltozelené riasy a rozsievky sú v pôdach menej rozmanité.

3.2.3. Litofilné riasy

Hlavným životným prostredím litofilných rias je nepriehľadný hustý vápenatý substrát, ktorý ich obklopuje. Typické biotopy sú hlboko v tvrdých horninách určitého chemického zloženia, obklopené vzduchom alebo ponorené vo vode. Existujú dve skupiny litofilných rias: vŕtanie rias, ktoré aktívne prenikajú do vápencového substrátu; riasy tvoriace tufy ukladajú vápno okolo svojho tela a žijú v okrajových vrstvách prostredia, ktoré ukladajú, v medziach prístupných vode a svetlu. Keď sa sediment nahromadí, odumiera.

Kontrolné otázky

1. Popíšte hlavné ekologické skupiny rias vo vodných biotopoch: fytoplanktón a fytobentos.

2. Rozdiely medzi sladkovodným a morským fytoplaktónom. Zástupcovia morského a sladkovodného fytoplanktónu.

3. Morfologické adaptácie rias na planktónny životný štýl.

4. Sezónne zmeny v kvalitatívnych a kvantitatívnych ukazovateľoch sladkovodného fytoplanktónu.

5. Rozdiely medzi sladkovodným a morským fytobentosom. Systematické zloženie morského a sladkovodného fytobentosu.

6. Ekologické skupiny fytobentosu vo vzťahu k substrátu (epility, epipelity, epifyty, endofyty).

7. Čo je to zanášanie? Aké riasy môžu tvoriť túto ekologickú skupinu?

8. Aerofilné riasy. Prispôsobenie sa extrémnym podmienkam prostredia. Systematické zloženie vzdušných rias.

9. Edafilné riasy. Prispôsobenie sa podmienkam prostredia. Systematické zloženie pôdnych rias.

10. Litofilné riasy.

4. ÚLOHA RIAS V PRÍRODE A PRAKTICKÝ VÝZNAM

Úloha rias v prírodných ekosystémoch. Vo vodných biocenózach plnia úlohu producentov riasy. Pomocou svetelnej energie sú schopné syntetizovať organické látky z anorganických. Podľa rádiokarbónového datovania je priemerná primárna produkcia oceánov v dôsledku životnej aktivity rias 550 kg uhlíka na 1 hektár za rok. Celková hodnota jej primárnej produkcie je 550,2 miliardy ton (v surovej biomase) ročne a podľa vedcov sa podiel rias na celkovej produkcii organického uhlíka na našej planéte pohybuje od 26 do 90 %. Riasy hrajú dôležitú úlohu v cykle dusíka. Sú schopné využívať organické (močovina, aminokyseliny, amidy) aj anorganické (amónne a dusičnanové ióny) zdroje dusíka. Jedinečnou skupinou sú modrozelené riasy, ktoré sú schopné fixovať plynný dusík a premieňať ho na zlúčeniny dostupné pre iné rastliny.

Riasy – producenti kyslíka. Riasy v procese svojej životnej činnosti uvoľňujú kyslík potrebný na dýchanie vodných organizmov. Vo vodnom prostredí (najmä v moriach a oceánoch) sú riasy prakticky jedinými producentmi voľného kyslíka. Okrem toho zohrávajú veľkú úlohu v celkovej kyslíkovej bilancii na Zemi, keďže oceány slúžia ako hlavný regulátor kyslíkovej bilancie v zemskej atmosfére.

Riasy sú médiom pre iné vodné organizmy. Vytváraním podmorských lesov vytvárajú makrofytné riasy vysoko produktívne ekosystémy, ktoré poskytujú potravu, prístrešie a ochranu mnohým ďalším živým organizmom. Zistilo sa, že stĺpec vody s objemom 5 litrov obsahuje jednu vzorku hnedých rias Cystoseira obsahuje až 60 tisíc jedincov rôznych bezstavovcov vrátane mäkkýšov, roztočov a kôrovcov.

Riasy – priekopníci vegetácie. Suchozemské riasy sa môžu usadiť na holých skalách, piesku a iných neplodných miestach. Po ich odumretí sa vytvorí prvá vrstva budúcej pôdy. Pôdne riasy sa podieľajú na procesoch tvorby pôdnej štruktúry a úrodnosti.

Riasy ako geologický faktor. Vývoj rias v minulých geologických epochách viedol k vytvoreniu množstva hornín. Spolu so zvieratami sa riasy podieľali na tvorbe útesov v oceánoch. Usadené bližšie k povrchu vody tvorili hrebene týchto útesov. Útesové štruktúry červených rias sú na Kryme známe ako vrcholy Yayla a i. Modrozelené riasy sa podieľali na tvorbe stromatolitových vápencov, riasy chara - na tvorbe charocytových vápencov (podobné ložiská boli nájdené v Tuve). Kokolitofory sa podieľajú na tvorbe kriedových hornín (kriedové horniny sú z 95 % tvorené zvyškami schránok týchto rias). Masívne nahromadenie škrupín rozsievok viedlo k vytvoreniu diatomitu (horskej múky), ktorého veľké ložiská boli objavené na území Primorsky, na Urale a na Sachaline. Riasy boli východiskovým materiálom pre kvapalné a pevné zlúčeniny podobné rope – sapropely, horúca bridlica, uhlie.

V súčasnosti je v niektorých regiónoch zaznamenaná aktívna aktivita rias pri tvorbe hornín. Absorbujú uhličitan vápenatý a tvoria mineralizované produkty. Tieto procesy sú obzvlášť aktívne v tropických vodách s vysokými teplotami a nízkym parciálnym tlakom.

Nudné riasy majú najväčší význam pri ničení skál. Pomaly a vytrvalo uvoľňujú vápenaté substráty a sprístupňujú ich zvetrávaniu, drobeniu a erózii.

Symbiotické vzťahy s inými organizmami. Riasy tvoria niekoľko dôležitých symbióz. Po prvé tvoria lišajníky s hubami a po druhé, ako zooxanty žijú spolu s niektorými bezstavovcami, ako sú huby, ascididy a útesové koraly. Množstvo siníc vytvára asociácie s vyššími rastlinami.

Riasy majú veľký praktický význam v každodennom živote a ľudskej hospodárskej činnosti a prinášajú úžitok aj škodu. Veľké, hlavne morské riasy sú známe už v staroveku a oddávna sa používali v ľudskom poľnohospodárstve.

Riasy ako potravinový výrobok. Ľudia jedia hlavne morské riasy, ktoré využívajú najmä obyvatelia juhovýchodnej Ázie a tichomorských ostrovov. V Číne je používanie rias v strave známe už od 9. storočia pred Kristom. e. Medzi makrofytnými riasami (mnohobunkové zelené, hnedé a červené) nie sú žiadne jedovaté druhy, pretože neobsahujú alkaloidy - látky s narkotickým a jedovatým účinkom. Na potravu sa používa asi 160 druhov rôznych rias. Pokiaľ ide o nutričné vlastnosti, riasy nie sú horšie ako mnohé poľnohospodárske plodiny. Obsahujú veľké percento bielkovín, sacharidov a tukov. Riasy sú výborným zdrojom vitamínov C, A, D, skupiny B, riboflavínu, kyseliny pantoténovej a listovej a mikroelementov.

Z mikroskopických rias sa ako potrava využívajú modrozelené suchozemské druhy rodu. Nostok, ktoré slúžia ako jedlo v Číne a Južnej Amerike. V Japonsku jedia jačmenný chlieb "tengu" - to sú hrubé vrstvy hustej želatínovej hmoty na svahoch niektorých sopiek, pozostávajúce z modrozelených rias z rodov Gleocapsa, Geoteke, Microcystis s prímesou baktérií. Spirulina používali Aztékovia už v 16. storočí na prípravu koláčov zo sušených morských rias a obyvatelia oblasti Čadského jazera v Severnej Amerike dodnes z tejto riasy pripravujú produkt s názvom dihe. Spirulina obsahuje vysoké množstvo bielkovín a je široko pestovaná v mnohých krajinách.

Riasy ako hnojivo. Riasy obsahujú dostatočné množstvo organických a minerálnych látok, preto sa oddávna používajú ako hnojivá. Výhodou takýchto hnojív je, že neobsahujú semená burín a spóry fytopatogénnych húb a ich obsah draslíka prevyšuje takmer všetky druhy používaných hnojív. Modrozelené riasy viažuce dusík sa vo veľkej miere používajú na ryžových poliach namiesto dusíkatých hnojív. Ukázalo sa, že hnojivá na riasy môžu zvýšiť klíčivosť semien, výnos a odolnosť voči chorobám.

Liečivé vlastnosti rias. Riasy sú široko používané v ľudovom liečiteľstve ako antihelmintikum a na liečbu mnohých chorôb, ako je struma, nervové poruchy, skleróza, reuma, rachitída atď. Ukázalo sa, že extrakty z mnohých druhov rias obsahujú antibiotické látky a môže znížiť krvný tlak. Výťažky z Sargassum, Kelp a Saharina pri pokusoch na myšiach potláčali rast sarkómových a leukemických buniek. V USA a Japonsku sa od nich podarilo získať lieky, ktoré pomáhajú odstraňovať rádionuklidy z tela. Účinnosť takýchto sorbentov dosahuje 90–95 %.

Riasy ako zdroj priemyselných surovín. Od minulého storočia sa riasy používajú na výrobu sódy a jódu. V súčasnosti sa z rias získava kyselina algínová a jej soli – algináty, ako aj karagénany a agar.

Z hnedých rias sa získava manitolový alkohol – nevyhnutná surovina pre farmaceutický a potravinársky priemysel pri výrobe liekov a potravinových produktov pre diabetikov.

Negatívna úloha rias. Množstvo rias (modrozelené, dinofytné, zlaté, zelené) produkuje toxíny, ktoré môžu u zvierat, rastlín a ľudí spôsobiť rôzne choroby, z ktorých niektoré môžu byť smrteľné. Medzi dinofytnými riasami, ktoré spôsobujú „červené prílivy“ v rozsiahlych morských oblastiach, sú druhy týchto rodov toxické Gymnodinium, Noctiluca, Amphidinium atď. Najväčší počet toxických druhov bol identifikovaný medzi modrozelenými riasami. Účinok toxínov modrozelených rias je niekoľkonásobne väčší ako účinok jedov ako kurare a botulín. Toxicita rias sa prejavuje hromadným úhynom vodných organizmov, vodného vtáctva, otravami a inými chorobami ľudí, ku ktorým dochádza pri vdýchnutí, používaní vody, konzumácii mäkkýšov, rýb atď.

So silným vývojom - „kvitnutím vodných útvarov“, môžu niektoré riasy (zlatá, žltozelená, modrozelená) dodávať vode nepríjemný zápach a chuť, čím sa voda stáva nevhodnou na pitie.

Nadmerný rast rias môže brániť vode prechádzať cez filtre konštrukcií na prívod vody. Je známe, že znečistenie lodí riasami výrazne zvyšuje prevádzkové náklady. Makrofyty môžu prispievať ku korózii materiálov na ropných plošinách a iných podmorských morských štruktúrach.

Problém znečistenia je možno najstarším problémom pri prieskume oceánov. Každý predmet, ktorý príde do kontaktu s morským prostredím, je čoskoro pokrytý množstvom organizmov, ktoré sú k nemu pripojené: živočíchy a riasy. Celková plocha ponorených substrátov je asi 20% povrchovej plochy hornej police. Celková biomasa znečistenia predstavuje milióny ton, škody z toho dosahujú miliardy dolárov (Zvjagincev, 2005). Z biologického hľadiska ide o prirodzený proces, ktorý tvorí neoddeliteľnú súčasť života hydrosféry. Fenomén znečistenia zároveň podnietil človeka k myšlienke pestovania množstva cenných druhov mäkkýšov v morskom rybolove v priemyselnom meradle ( Ustrice, mušle, mušle, perlové mušle) a riasy ( Sacharíny, Porfýr, Gracilaria, Euchema atď.). Riasy sú priekopníckymi znečisťujúcimi organizmami. Mikroriasy spolu s baktériami vytvárajú na povrchu umelých substrátov pridávaných do vody primárny mikrofilm, ktorý slúži ako substrát pre sedimentáciu iných hydrobiontov. Makroriasy spolu s kôrovcami, mäkkýšmi, hydroidmi a inými živočíchmi často tvoria počiatočné štádiá viacročných znečistených spoločenstiev.

Kontrolné otázky

1. Úloha rias pri zvyšovaní úrodnosti pôdy.

2. Úloha rias vo vodných ekosystémoch.

3. Úloha rias v suchozemských ekosystémoch.

4. Význam rias v geologických procesoch.

5. Výživová a biologická hodnota rias. Aké morské riasy možno jesť?

6. Liečivé vlastnosti rias.

7. Prečo je rast zlatých a žltozelených rias v nádržiach nežiaduci? Čo je to „kvitnutie“ vodných plôch?

8. Riasy, ktoré spôsobujú otravu zvierat a ľudí.

9. Fenomén znečistenia. Úloha rias v komunitách znečistenia.

5. MODERNÁ SYSTEMATIKA RIAS

Klasifikácia živých organizmov zamestnávala mysle ľudí už od čias Aristotela. Švédsky botanik Carl Linné ako prvý použil názov Riasy na skupinu rastlín v 18. storočí a začal fykológie(z gréčtiny phycos – riasy a logá – vyučovanie) ako veda. Medzi riasami Linnaeus rozlíšil iba štyri rody: Chara, Fucus, Ulva a Conferva. V 19. storočí bola popísaná väčšina (niekoľko tisíc) moderných rodov rias. Veľký počet nových rodov si vyžiadal ich zoskupenie do vyšších taxónov. Počiatočné pokusy o klasifikáciu boli založené výlučne na vonkajších znakoch talu. Prvým, kto navrhol farbu stielky rias ako základný znak pre vytvorenie veľkých taxonomických skupín alebo megataxónov, bol anglický vedec W. Harvey (Harvey, 1836). Identifikoval veľké série: Chlorospermeae - zelené riasy, Melanospermeae - hnedé riasy a Rhodospermeae - červené riasy. Neskôr boli premenované na Chlorophyceae, Phaeophyceae a Rhodophyceae.

Základy modernej taxonómie rias položil v prvej polovici 20. storočia český vedec A. Pascher. Založil 10 tried rias: modrozelená, červená, zelená, zlatá, žltozelená, rozsievka, hnedá, dinofyt, kryptofyt a euglenaceae. Každá trieda sa vyznačuje špecifickým súborom pigmentov, rezervných produktov a štruktúrou bičíkov. Tieto neustále rozdiely medzi veľkými taxónmi nás podnietili k tomu, aby sme ich považovali za nezávislé fylogenetické skupiny, ktoré nie sú príbuzné, a upustili od konceptu rias – rias ako špecifickej taxonomickej jednotky.

Slovo „riasy“ teda v skutočnosti nie je systematický, ale ekologický koncept a doslova znamená „to, čo rastie vo vode“. Riasy sú nižšie rastliny, ktoré obsahujú prevažnú väčšinu chlorofylu, sú schopné fototrofnej výživy a žijú predovšetkým vo vode. Všetky riasy, okrem charofytov, na rozdiel od vyšších rastlín nemajú mnohobunkové rozmnožovacie orgány s obalmi sterilných buniek.

Moderné systémy sa líšia najmä počtom a objemom megataxónov – divízií a kráľovstiev. Počet oddelení sa pohybuje od 4 do 10-12. V ruskej fykologickej literatúre takmer každá z vyššie uvedených tried zodpovedá oddeleniu. V zahraničnej literatúre sa prejavuje tendencia ku konsolidácii odborov a tým aj k znižovaniu ich počtu.

Najbežnejšia v klasifikačných schémach je Parkerova schéma (Parker, 1982). Rozoznáva rozdelenie medzi prokaryotickými a eukaryotickými formami. Prokaryotické formy nemajú vo svojich bunkách organely obklopené membránou. Prokaryoty zahŕňajú baktérie a sinice (cyanobaktérie). Eukaryotické formy zahŕňajú všetky ostatné riasy a rastliny. Rozdelenie rias je už dlho predmetom diskusií. Harvey (1836) rozdelil riasy predovšetkým podľa farby. Aj keď sa v súčasnosti uznáva oveľa viac delení, veľký význam má zloženie pigmentov, biochemické a štrukturálne vlastnosti bunkovej štruktúry. P. Silva (1982) rozlišuje 16 hlavných tried. Triedy sa líšia pigmentáciou, skladovacími produktmi, vlastnosťami bunkovej steny a ultraštruktúrou bičíkov, jadra, chloroplastov, pyrenoidov a ocelli.

Nové informácie o ultraštruktúre rias, získané v posledných desaťročiach metódami elektrónovej mikroskopie, genetiky a molekulárnej biológie, umožňujú študovať najmenšie detaily bunkovej štruktúry. „Výbuchy“ informácií pravidelne vyzývajú vedcov, aby prehodnotili zavedené tradičné predstavy o taxonómii rias. Neustály tok nových informácií stimuluje nové prístupy ku klasifikácii a každá navrhovaná schéma nevyhnutne zostáva približná. Podľa moderných údajov organizmy tradične považované za nižšie rastliny presahujú rámec ríše rastlín. Sú zaradené do veľkého počtu samostatne sa vyvíjajúcich skupín. V tabuľke sú uvedené megataxy, ktoré zahŕňajú riasy, v rôznych interpretáciách. Ako je možné vidieť, v rôznych kmeňoch možno nájsť rôzne taxóny rias; tá istá fyla môže spájať rôzne ekologické a trofické skupiny organizmov (tabuľka).

Pred viac ako 100 rokmi K.A. Timiryazev bystro poznamenal, že „neexistuje ani rastlina, ani zviera, ale existuje jeden neoddeliteľný organický svet. Rastliny a zvieratá sú len priemerné hodnoty, iba typické predstavy, ktoré si tvoríme, abstrahujeme od známych charakteristík organizmov, niektorým pripisujeme mimoriadnu dôležitosť, iné zanedbávame.“ Teraz nemôžeme neobdivovať jeho úžasnú biologickú intuíciu.

Moderný systém rias načrtnutý v tejto učebnici zahŕňa 9 oddelení: modrozelené, červené, rozsievky, heterokonty, haptofyty, kryptofyty, dinofyty, zelené, charofyty a euglenofyty. Podobnosť v zložení pigmentov, štruktúre fotosyntetického aparátu a bičíkov slúžila ako základ pre spojenie tried rias so zlatohnedou farbou do jednej veľkej skupiny - Heterokontae alebo heterobičíkatých rias (Ochrophyta).

Megasystém organizmov klasifikovaných ako nižšie rastliny

impéria	Kráľovstvo	oddelenie (typ)	Trophogroup
Eubaktérie/Prokaryota	Sinice/baktérie	Sinice/ Cyanobaktérie	Morské riasy
Excavates/Eukaryota	Euglenobiontes/ Protozoa	Euglenophyta/ Euglenozoa Acrasiomycota	Morské riasy Myxomycetes
Rhizaria/Eukaryota	Cercozoa/ Plantae	Chlorarachniophyta Plasmodiophoromy-cota	Riasy Myxomycetes
Rhizaria/Eukaryota		Myxogasteromycota Dictyosteliomycota	Myxomycetes Myxomycetes
Choromalveola-tes/ Eukaryota	Straminopilae/ Chromista/ Heterokontobiontes	Labyrinthulomycota -Oomycota Heterokontophyta	Myxomycetes Huby Riasy
Choromalveola-tes/ Eukaryota	Haptophytes/ Chromista	Prymnesiophyta/Haptophyta	Morské riasy
Choromalveola-tes/ Eukaryota	Kryptofyty/ Chromista		Morské riasy
Choromalveola-tes/ Eukaryota	Alveoláty/Protozoa	Dinophyta/Myzozoa	Morské riasy
Plantae/Eukaryota	Glaucophytes/ Plantae	Glaucocystophyta/ Glaucophyta	Morské riasy
Plantae/Eukaryota	Rhodobiontes/ Plantae	Cyanidiophyta Rhodophyta	Riasy Riasy
Plantae/Eukaryota	Chlorobiontes/ Plantae	Chlorophyta Charophyta	Riasy Riasy