Σχεδόν σε κάθε υδάτινο σώμα σε ολόκληρη την επιφάνεια του πλανήτη, μπορείτε να βρείτε έναν τόσο μοναδικό οργανισμό που μοιάζει με φυτό στη σύνθεσή του, όπως ένα φύκι.
Τι είναι τα φύκια
Τα φύκια είναι μια ειδική ομάδα μονοκύτταρων ή πολυκύτταρων οργανισμών που ζουν κυρίως στο υδάτινο περιβάλλον. Αυτή είναι μια αρκετά μεγάλη ομάδα κατώτερων φυτών. Ο βιότοπός τους είναι τόσο μεγάλος που μπορούν να βρεθούν παντού, τόσο στους ωκεανούς όσο και στις θάλασσες, στις λίμνες, στα ποτάμια, σε άλλα υδάτινα σώματα, σε βρεγμένο έδαφος ακόμα και στο φλοιό δέντρων.
Τα φύκια είναι τόσο μονοκύτταρα πρωτόζωα όσο και πολυκύτταρα αποικιακά. Τα κελύφη των πολυκύτταρων φυκών αποτελούνται από κυτταρίνη, η οποία είναι προσκολλημένη μεταξύ τους από το τέλος.
Δεν έχουν ριζικό σύστημα. Αντίθετα, τα φύκια προσκολλώνται στην επιφάνεια με τη βοήθεια ειδικών διεργασιών - ριζοειδή.
Τα φύκια είναι η κύρια πηγή οργανικής ύλης σε ολόκληρη τη Γη. Σχεδόν όλες οι τροφικές αλυσίδες ξεκινούν με αυτά. Επιπλέον, χρησιμεύουν ως πηγή τροφής για πολλούς κατοίκους του υδάτινου περιβάλλοντος.
Τα φύκια είναι επίσης κατάλληλα για την παρασκευή λιπασμάτων, ζωοτροφών και, φυσικά,μπορεί να καταναλωθεί από τον άνθρωπο.
Προέλευση των φυκιών
Δεν υπάρχει ακόμη συναίνεση σχετικά με την προέλευση των φυκιών και την ακριβή ηλικία τους, λόγω του γεγονότος ότι αυτός ο τύπος οργανισμού αντιπροσωπεύεται από μεγάλη ποικιλία. Επιπλέον, δεν έχει διατηρηθεί ούτε ένα δείγμα απολιθωμάτων και είναι αδύνατο να διαπιστωθεί από ποια στάδια εξέλιξης πέρασε αυτό το είδος οργανισμών.
Οι βιολόγοι σε όλο τον κόσμο είναι πεπεισμένοι ότι κανένα φυτό στον κόσμο δεν μπορεί να συγκριθεί με τη θεραπευτική δύναμη των φυκιών, καθώς υπάρχει μια θεωρία για την προέλευση της ζωής στη θάλασσα, που σημαίνει ότι περιέχουν μια μοναδική βιολογική σύνθεση.
Ωστόσο, υπάρχει η άποψη ότι τα πράσινα και κίτρινα φύκια εμφανίστηκαν στη Γη πριν από περίπου 3 δισεκατομμύρια χρόνια. Αρχικά, προέκυψαν με τη μορφή μονοκύτταρων και μόνο στη συνέχεια αποικιακά. Και ήταν η εμφάνιση αυτού του τύπου οργανισμών που οδήγησε στο σχηματισμό μιας ατμόσφαιρας οξυγόνου και ενός στρώματος όζοντος στη Γη, που στη συνέχεια οδήγησε στη γέννηση της ζωής. Πριν από περίπου ένα δισεκατομμύριο χρόνια, εμφανίστηκαν πολύπλοκα πολυκύτταρα φύκια.
Είδη φυκιών
Η σύγχρονη βιολογία γνωρίζει περισσότερα από 30 χιλιάδες είδη φυκιών. Ωστόσο, όλα αυτά μπορούν να συνδυαστούν σε ειδικές ομάδες:
- Euglenaceae ή μονοκύτταρα. Τα μικρότερα φύκια.
- Πυρόφυτα φύκια, η μεμβράνη του οποίου αποτελείται από κυτταρίνη.
- Διάτομα. Αποτελούνται από κύτταρα με το λεγόμενο διπλό κέλυφος.
- Χρυσά φύκια. Εδώ είναι δυνατό να συναντήσετε τόσο μονοκύτταρα όσο και πολυκύτταρα, ωστόσο, όλα είναι χρυσά ή καφέ-κίτρινα του γλυκού νερού.
- Κιτρινοπράσινο. Είναι πολύ συχνάσυγχωνεύτηκε με την προηγούμενη ομάδα.
- Πράσινοι. Μπορούν να ανιχνευθούν με γυμνό μάτι, για παράδειγμα, στο φλοιό των δέντρων.
- Χαρικά φύκια. Αυτά είναι ήδη πολυκύτταρα φύκια, τα οποία συχνά συνδυάζονται με πράσινα. Το ύψος του στελέχους κυμαίνεται από 2,5 cm έως 10 cm.
- Κόκκινα φύκια. Ονομάζονται έτσι λόγω της παρουσίας στη σύνθεσή τους ενός ειδικού στοιχείου - φυτοερυθρίνης, το οποίο τα χρωματίζει κόκκινο. Αυτά τα φύκια ζουν κυρίως σε μεγάλα βάθη στις θάλασσες.
- Καφέ φύκια. Η πιο τέλεια εμφάνιση. Ζουν σε μεγάλα βάθη και είναι σε θέση να δημιουργούν αλσύλλια, όπως, για παράδειγμα, στη θάλασσα των Σαργασσών. Τα ριζοειδή τους είναι σφιχτά προσκολλημένα στην επιφάνεια, επομένως είναι σχεδόν αδύνατο να τα αποσπάσουν.
Κατανομή των φυκιών στη φύση
Σύμφωνα με τον τρόπο ύπαρξης, τα φύκια χωρίζονται σε δύο μεγάλες ομάδες: είναι υδρόβια και ζουν στην ξηρά - έξω από το νερό.
Με τη σειρά του, το νερό μπορεί να χωριστεί σε διάφορες κατηγορίες:
- Πλαγκτονικό. Είναι αιωρούμενα στο νερό. Ταυτόχρονα, είναι απόλυτα προσαρμοσμένα σε αυτόν τον τρόπο ζωής.
- Benthic. Ζουν στον πυθμένα των δεξαμενών.
- Περιφυτικό. Ζουν σε υποβρύχιους βράχους, τα αντικείμενα βαθέων υδάτων είναι κατάφυτα.
- Neuston. Αυτό το είδος φυκιών επιπλέει σε ημι-βυθισμένη κατάσταση. Το ένα μέρος είναι πάνω από την επιφάνεια του νερού, το άλλο πρέπει να βυθιστεί στο νερό.
Τα φύκια που ζουν στην ξηρά χωρίζονται σε δύο υποομάδες:
- Αερόφυτον. Φύκια που μεγαλώνουνεπίγεια αντικείμενα, πεσμένα αντικείμενα, κούτσουρα.
- Φύκια που αναπτύσσονται στην επιφάνεια του εδάφους.
Εκτός από τα παραπάνω είδη, υπάρχουν και αυτά που ζουν σε αλμυρό νερό, σε χιόνι ή πάγο, αλλά και σε ασβεστολιθικό υπόστρωμα.
Πώς αναπαράγονται τα φύκια
Ας ασχοληθούμε με το κύριο θέμα του άρθρου. Στη φύση, τα φύκια αναπαράγονται με τρεις τρόπους. Καθένα από αυτά έχει τα δικά του χαρακτηριστικά.
- Τα φύκια αναπαράγονται φυτικά. Αυτή είναι μια μέθοδος αναπαραγωγής κατά την οποία ένας ενήλικας χωρίζεται στα δύο ή, για παράδειγμα, ένας νεφρός διαχωρίζεται από το σώμα της μητέρας. Στη συνέχεια τα νεοσχηματισμένα κύτταρα διαιρούνται σε δύο και τέσσερα κύτταρα, από τα οποία στη συνέχεια αναπτύσσονται τα ενήλικα φύκια.
- Ασεξουαλική αναπαραγωγή. Αυτός ο τύπος, στον οποίο η διαίρεση του πρωτοπλάστη συμβαίνει μέσα στο κύτταρο των φυκών, ακολουθούμενη από την απελευθέρωσή του προς τα έξω και τον διαχωρισμό του από το μητρικό κύτταρο.
- Τα φύκια αναπαράγονται με σπόρια, τα οποία σχηματίζονται σε ειδικά όργανα - σποραγγεία.
- Σεξουαλική αναπαραγωγή. Συνίσταται στη σύντηξη δύο κυττάρων, γαμετών, με αποτέλεσμα έναν ζυγώτη, ο οποίος στη συνέχεια αναπτύσσεται σε ένα νέο άτομο ή δίνει ζωοσπόρια. Επιπλέον, οι ζυγώτες διαφόρων φυκών μετά τον σχηματισμό τους συμπεριφέρονται διαφορετικά. Σε ορισμένα, πέφτουν σε μια περίοδο αδράνειας, η οποία μπορεί να διαρκέσει έως και αρκετούς μήνες. Και άλλα φυτρώνουν αμέσως σε ένα νέο στρώμα ή θάλλο.
Αξίζει να σημειωθεί ότι κάθε είδος φυκιών αναπαράγεται διαφορετικά. Αυτή η ερώτηση μελετάται από το σχολικό πρόγραμμα. Και συχνά οι μαθητές ακούν μια ερώτηση από έναν δάσκαλο:"Πώς αναπαράγονται τα φύκια; Περιγράψτε την αναπαραγωγή των φυκιών." Είναι εύκολο να απαντήσετε εάν μελετήσετε το υλικό λεπτομερώς.
Όταν τα φύκια αναπαράγονται ασεξουαλικά. Τύποι ασεξουαλικής αναπαραγωγής
Αυτή είναι η πιο εύκολη επιλογή. Αφυλικά ή βλαστικά, τα φύκια αναπαράγονται κυρίως μόνο σε ευνοϊκές γι' αυτά συνθήκες. Αυτό σημαίνει ότι όταν το νερό στη δεξαμενή έχει μια συγκεκριμένη θερμοκρασία και οι συνθήκες ευνοούν περισσότερο την ασεξουαλική αναπαραγωγή.
Εάν ξαφνικές αλλαγές στη θερμοκρασία, ρύπανση ή υπερχείλιση των κατοίκων συμβούν σε μια δεξαμενή ή περιβάλλον, σε αυτήν την περίπτωση τα φύκια αρχίζουν να αναπαράγονται σεξουαλικά.
Η ασεξουαλική αναπαραγωγή μπορεί να χωριστεί σε διάφορους τύπους:
- Τα φύκια αναπαράγονται βλαστικά - τα φυτικά κύτταρα διαχωρίζονται.
- Σπορίωση. Ή με άλλο τρόπο, τα φύκια αναπαράγονται με τη βοήθεια ειδικών κυττάρων. Αυτά τα κύτταρα ονομάζονται σπόρια.
Όταν τα φύκια αναπαράγονται ασεξουαλικά, υπάρχει μόνο ένας γονέας από τον οποίο κληρονομούνται όλα τα υπάρχοντα γονιδιώματα. Αλλά στην περίπτωση μεταλλάξεων, το γενετικό υλικό μπορεί να αλλάξει σημαντικά.
Συχνά ένας οργανισμός μπορεί να αναπαραχθεί τόσο ασεξουαλικά όσο και βλαστικά.
Φυτικός πολλαπλασιασμός των φυκιών
Ο αγενής πολλαπλασιασμός είναι τυπικός στις περισσότερες περιπτώσεις για τα καφέ φύκια.
Με αυτή τη μέθοδο αναπαραγωγής, μέρη των φυκιών (θάλους)διαχωρίζονται από τα υπάρχοντα, χωρίς καμία αλλαγή, και τα σχηματισμένα νέα κύτταρα κληρονομούν μέρος της μεμβράνης της μητέρας.
Τόσο τα μονοκύτταρα όσο και τα πολυκύτταρα φύκια μπορούν να αναπαραχθούν βλαστικά. Επιπλέον, στα μονοκύτταρα κύτταρα, το κύτταρο χωρίζεται σε δύο, και στα πολυκύτταρα κύτταρα, ο διαχωρισμός συμβαίνει σε στρώματα ή ολόκληρους θάλλους, αποικίες. Στα νηματώδη φύκια, ο βλαστικός τρόπος αναπαραγωγής συμβαίνει με τη διαίρεση των νημάτων σε ξεχωριστά θραύσματά τους.
Ταυτόχρονα, δεν μπορούν όλα τα φύκια από την τάξη των αποικιακών εκπροσώπων να αναπαραχθούν φυτικά, όπως και στα μονοκύτταρα, μαζί με τη φυτική μέθοδο αναπαραγωγής, μπορεί να υπάρχει και σεξουαλικός τρόπος.
Τα καφέ φύκια, όπως προαναφέρθηκε, αναπαράγονται με αυτόν τον τρόπο, με τη βοήθεια ειδικών κλαδιών γόνου. Όλοι οι τύποι Sargasso αναπαράγονται στη θάλασσα των Σαργασσών με παρόμοιο τρόπο.
Αναπαραγωγή με σπόρια
Εκτός από τη βλαστική αναπαραγωγή, τα φύκια αναπαράγονται με σπόρια. Αυτό είναι ένα συγκεκριμένο υποείδος ασεξουαλικής αναπαραγωγής.
Σπόροι σχηματίζονται σε ειδικά όργανα, τα λεγόμενα σποραγγεία ή ζωοσποράγγια. Όταν διασκορπιστεί, το σπόριο αρχίζει να φυτρώνει και στη συνέχεια σχηματίζεται ένα νέο ενήλικο ανεξάρτητο άτομο.
Τα κινητά σπόρια με μαστίγια ικανά να κινούνται ονομάζονται ζωοσπόρια.
Η παραλλαγή της ασεξουαλικής αναπαραγωγής από σπόρια μπορεί να εξεταστεί στο παράδειγμα τέτοιων φυκών όπως το ulotrix. Σε συνθήκες ζωής ευνοϊκές για αυτήν, τα θραύσματά της διαχωρίζονται από το υπάρχον μητρικό νήμα, το οποίοπεριέχουν διαμάχες. Κολυμπούν σε ελεύθερη κατάσταση, στη συνέχεια, έχοντας προσκολληθεί σε ένα υποβρύχιο αντικείμενο, αρχίζουν να διαιρούνται ενεργά και να σχηματίζουν ένα νέο νήμα φυκιών. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι αυτός ο τύπος φυκιών μπορεί να αναπαραχθεί ταυτόχρονα τόσο ασεξουαλικά όσο και σεξουαλικά.
Έχει παρατηρηθεί ότι είναι δυνατό να διεγείρεται ο σχηματισμός σπορίων σε ορισμένους τύπους νηματοειδών φυκών, γι' αυτό θα πρέπει να σημειωθεί αύξηση του διοξειδίου του άνθρακα στο ενδιαίτημα.
Η λειτουργία της ασεξουαλικής αναπαραγωγής σε αυτή την περίπτωση εκτελείται από άτομα που ονομάζονται σπορόφυτα, δηλαδή αυτά που σχηματίζουν σπόρια.
Σεξουαλική αναπαραγωγή
Εκτός από τις παραπάνω μεθόδους, τα φύκια αναπαράγονται σεξουαλικά. Χαρακτηρίζεται, καταρχήν, από τη γονιμοποίηση, δηλαδή τη σύντηξη δύο κυττάρων - γαμετών. Μετά από αυτό, σχηματίζεται ένας ζυγώτης, ο οποίος στη συνέχεια γίνεται ο πρόγονος ενός νέου οργανισμού.
Τα φύκια έχουν πολλούς τρόπους σεξουαλικής αναπαραγωγής:
- Ισογαμία - υποδηλώνει τη σύντηξη δύο γαμετών ίδιου μεγέθους και δομής.
- Ετερογαμία. Αυτό είναι το όνομα που δίνεται στη σύντηξη δύο γαμετών, στους οποίους ο ένας είναι μεγαλύτερος από τον άλλο. Επιπλέον, αυτό που είναι μεγαλύτερο, κατά κανόνα, είναι θηλυκό.
- Oogamy. Με αυτήν τη μέθοδο αναπαραγωγής, ένα καθιστικό γυναικείο κύτταρο συγχωνεύεται με έναν κινητό αρσενικό γαμίτη.
- Συζυγία. Με αυτή την έννοια εννοείται ένας τύπος αναπαραγωγής στον οποίο συνδέονται δύο βλαστικά κύτταρα χωρίς μαστίγια.
Στα πρωτόγονα φύκια, το ίδιο άτομο είναι ικανό τόσο για σεξουαλική όσο και για ασεξουαλική αναπαραγωγή. Η πιο ανεπτυγμένη λειτουργίαεκτελούν άτομα που ονομάζονται γαμετόφυτα, δηλαδή σχηματίζουν γαμέτες.
Παραδείγματα αναπαραγωγής φυκιών
Το Fucus μπορεί να χρησιμεύσει ως παράδειγμα αγενούς πολλαπλασιασμού των φυκιών. Στον κύριο θάλλο του σχηματίζονται πρόσθετοι θάλλοι παρόμοιας δομής, οι οποίοι στη συνέχεια δημιουργούν έναν νέο οργανισμό.
Ασεξουαλική αναπαραγωγή, δηλαδή διαίρεση σε δύο κύτταρα, μπορεί να παρατηρηθεί στο euglena.
Το Chlamydomonas είναι ένα φύκι που αναπαράγεται τόσο σεξουαλικά όσο και ασεξουαλικά, με τη βοήθεια σπορίων (ζωοσπορίων) που έχουν μαστίγια.
Ένα άλλο παράδειγμα σεξουαλικής αναπαραγωγής είναι τα καφέ φύκια όπως τα φύκια. Αυτό το είδος έχει τρεις τρόπους σεξουαλικής αναπαραγωγής, όπως ισογαμία, ετερογαμία, ωογαμία.
Η χλωρέλλα είναι ένα μικροσκοπικό πράσινο φύκι. Αναπαράγεται αποκλειστικά ασεξουαλικά, με τη βοήθεια σπορίων.
Τα κόκκινα φύκια (βυσσινί) αναπαράγονται με δύο τρόπους, ο ένας εκ των οποίων είναι σεξουαλικός. Το χαρακτηριστικό του χαρακτηριστικό είναι ο σχηματισμός αρσενικών γαμετών χωρίς μαστίγια. Ταυτόχρονα, οι θηλυκοί γαμέτες παραμένουν στα φύκια, ενώ οι αρσενικοί γαμέτες μεταφέρονται σε αυτά με τη βοήθεια του ρεύματος.
Η σημασία των φυκιών στη φύση
Τα φύκια είναι οι πιο πολυάριθμοι και σημαντικοί φωτοσυνθετικοί οργανισμοί για ολόκληρο τον πλανήτη. Η κατανομή τους είναι τόσο μεγάλη που μπορούν να βρεθούν όχι μόνο στις θάλασσες, τους ωκεανούς, τα ποτάμια, τις λίμνες, αλλά και σε μικρές δεξαμενές, συμπεριλαμβανομένων των τεχνητών, ακόμη και σε λακκούβες. Μπορούν να παρατηρηθούν ως μικρές πρασινωπές κηλίδες στην επιφάνεια σχεδόνκάθε δεξαμενή. Η αξία των φυκών στη φύση είναι μεγάλη.
Εκτός από το γεγονός ότι εκπέμπουν αρκετά μεγάλη ποσότητα οξυγόνου, χρησιμεύουν ως βιότοπος για πολλά υδρόβια ζώα, συμμετέχουν στο σχηματισμό ενός γόνιμου στρώματος εδάφους. Πολλά φύκια τρώγονται και χρησιμεύουν επίσης ως η κύρια πηγή για την εξαγωγή ειδικών συστατικών τροφίμων. Χρησιμοποιούνται επίσης για την παρασκευή διαφόρων φαρμάκων και καλλυντικών.
Τα φύκια είναι οργανισμοί που είναι μοναδικοί στη σύνθεση και τον τρόπο αναπαραγωγής τους. Συνδυάζουν διάφορους τύπους αναπαραγωγής, ή μάλλον: σεξουαλική, ασεξουαλική και φυτική. Αυτό τους κάνει πρακτικά αθάνατους. Επιπλέον, αυτή η ερώτηση είναι πολύ διασκεδαστική, γιατί δεν είναι τυχαίο που οι καθηγητές βιολογίας σε όλη τη χώρα προσπαθούν να πείσουν τους μαθητές τους να απαντήσουν στην ερώτηση: "Πώς αναπαράγονται τα φύκια; Περιγράψτε την αναπαραγωγή των φυκών."
