Низшие растения

• Введение
• 1. Классификация низших растений
• 1.1 Отдел бактерии
• 2. Водоросли
• 2.1 Основные положения
• 2.2 Отдел сине-зеленые водоросли
• 2.3 Отдел зеленые водоросли
• 2.4 Отдел диатомовые водоросли
• 2.5 Отдел бурые водоросли
• 2.6 Отдел красные водоросли
• 3. Грибы
• 3.1 Общие сведения
• 4. Отдел лишайники
• Список использованной литературы

К низшим растениям относятся наиболее просто устроенные представители растительного мира. Само название «низшие» указывает на древность этой группы и на простоту их морфологической организации. Вегетативное тело низших растений не имеет расчленения на органы и представлено талломом или слоевищем. В этой связи низшие растения называют талломными в противоположность высшим листостебельным растениям, или кормофитным.

Для низших растений характерно отсутствие сложной внутренней дифференцировки, у них нет анатомо-физиологической системы тканей, как у высших растений. Наконец, органы полового размножения низших, как правило, одноклеточные (за исключением харовых и некоторых бурых водорослей) тогда как большинство высших растений имеют преимущественно многоклеточные архегонии и антеридии.

К низшим растениям относятся бактерии, водоросли, слизевики, или миксомицеты, грибы, лишайники. Все перечисленные организмы делятся на две большие группы. Водоросли, способные самостоятельно синтезировать органическое вещество, относятся к группе автотрофных организмов. Бактерии, миксомицеты и грибы представляют собой гетеротрофные организмы, нуждающиеся в готовом органическом веществе. Те и другие как бы дополняют друг друга. Водоросли служат основными образователями органического вещества в водоемах. Разложение органических веществ и их минерализация осуществляются в результате деятельности гетеротрофных организмов: бактерий и грибов.

Благодаря процессам разложения органических веществ атмосфера пополняется углекислым газом. Некоторые почвенные бактерии и сине-зеленые водоросли способны связывать свободный азот атмосферы. Таким образом, биологический круговорот веществ, совершаемый автотрофными и гетеротрофными организмами, немыслим без деятельности низших растений.

Целью курсовой работы является раскрытие темы низшие растения.

Задачи:

1. Классификация низших растений;

2. Краткая характеристика каждого из 14 отделов.

Данная тема актуальна в наше время, так как классификация низших растений по отделам дает общее понятие низших растений и позволяет расположить границы между низшими и высшими растениями.

бактерия водоросль растение

1. Классификация низших растений

По широкому распространению в природе и по численности низшие растения превосходят высшие. По мере изучения низших растений расширяются рамки их использования и повышается значение их в жизни человека.

В основу настоящего издания положена следующая схема классификации низших растений:

Отдел Бактерии

Отдел Сине-зеленые водоросли

Отдел Эвгленовые водоросли

Отдел Зеленые водоросли

Отдел Харовые водоросли

Отдел Пирофитовые водоросли

Отдел Золотистые водоросли

Отдел Желто-зеленые водоросли

Отдел Диатомовые водоросли

Отдел Бурые водоросли

Отдел Красные водоросли

Отдел Слизевики

Отдел Грибы

Отдел Лишайники

1.1 Отдел бактерии

К этому отделу относятся микроорганизмы, объединяемые вместе с сине-зелеными водорослями в группу прокариотов. Прокариоты (бактерии и сине-зеленые водоросли) отличаются от эукариотов строением клетки, лишенной типичного ядра, окруженного ядерной мембраной. Аналогом ядра у бактерий является нуклеоид — ДНК-содержащая плазма, не отграниченная от цитоплазмы мембраной. У прокариотов отсутствуют также митохондрии и пластиды, что свидетельствует, вероятно, о сохранении ими древнего строения клетки.

Большой отдел бактерий делится в настоящее время на 4 класса, из которых наиболее обширным и важным является класс истинные бактерии. Большое практическое значение приобрели в последние годы также актиномицеты — представители второго класса — в связи с их способностью продуцировать антибиотики и другие полезные для человека биологические вещества.

К типичным бактериям относятся микроскопические организмы, как правило одноклеточные. Некоторые из них отличаются такими малыми размерами, что увидеть их можно только с помощью электронного микроскопа.

Клетки бактерий отличаются друг от друга по форме или по характерному объединению их в колонии. В зависимости от формы клеток бактерии носят разные названия. Так, одиночные шаровидные формы называют кокками, прямые палочковидные — бациллами, имеющие форму запятой — вибрионами, спирально изогнутые — спириллами.

Кокки, располагающиеся попарно, цепочкой или собранные в гроздь, называют соответственно диплококками, стрептококками и стафилококками.

Среди бактерий имеются подвижные и неподвижные формы. Подвижные передвигаются скользящим движением или при помощи жгутиков.

Жгутиков может быть от 1 до 50, расположение их бывает различным. Бактерии покрыты плотной клеточной оболочкой, благодаря которой форма клеток остается постоянной и не изменяется при движении. В состав клеточной оболочки бактерий входит особое гетерополимерное вещество, неизвестное для других растений и животных. Целлюлоза и хитин отсутствуют.

Протопласт бактериальной клетки содержит цитоплазму, нуклеоид — ядерное вещество, образованное скоплениями нуклеопротеидов, — продукты запаса — гликоген, жиры, волютин.

Размножение у бактерий происходит обычно делением клеток. У некоторых бактерий внутри клеток образуются споры, способные переносить неблагоприятные условия и прорастать с образованием новых вегетативных клеток бактерий. Для отдельных форм описан половой процесс, напоминающий конъюгацию, при котором происходит передача генетического материала из одной клетки в другую при их непосредственном контакте.

Большинство бактерий бесцветны, но есть формы, окрашенные в зеленый цвет и в красный. Зеленые и пурпурные бактерии способны к фотосинтезу, их называют фототрофными или фотосинтезирующими бактериями. Это наиболее древние фотосинтезирующие организмы, с несколько иным составом хлорофиллов и других пигментов, чем у остальных зеленых растений. Бактериальный фотосинтез, в отличие от фотосинтеза других растений, осуществляется без выделения кислорода.

По способу питания большинство бактерий гетеротрофы. К автотрофным формам относятся окрашенные фототрофные бактерии, а также бактерии, способные к хемосинтезу. Хемосинтезирующие бактерии образуют органическое вещество за счет энергии окисления, без участия света. К таковым относятся серные, нитрифицирующие бактерии, железобактерии.

Гетеротрофные формы бактерий могут быть сапрофитами и паразитами. Процессы брожения, гниения вызываются сапрофитными формами. К ним же относятся азотфиксирующие бактерии, способные связывать свободный азот атмосферы и свободноживущие азотфиксирующие микроорганизмы.

Патогенные бактерии являются причиной таких тяжелейших заболеваний, как холера, чума, туберкулез. Бактерии вызывают различные заболевания сельскохозяйственных животных. У культурных растений фитопатогенные бактерии вызывают ряд заболеваний, называемых в общей форме бактериозами.

Велика и положительна роль бактерий в хозяйственной деятельности человека. С помощью культур молочнокислых бактерий получают сметану, простоквашу, кефир и другие молочнокислые продукты. Те же бактерии способствуют консервированию продуктов при солке, мочении, силосовании. Заводское производство молочной, масляной кислот, ацетона, бутилового спирта и многих других продуктов связано с использованием бактерий.

Бактерии играют огромную роль в круговороте веществ в природе, в поддержании плодородия почвы.

Распространены бактерии чрезвычайно широко. Они обнаруживаются всюду — в воздухе, в почве, в воде, в снегах полярных областей, в горячих источниках с температурой около 80 °C. Они переносят высушивание, сильные холода, нагревание до 80—90 °С. Споры бактерий выдерживают даже высушивание. Строение их свидетельствует о том, что это древнейшие организмы Земли. Филогенетические связи их с другими растительными организмами не ясны.

Актиномицеты имеют признаки грибов и бактерий. Клетки актиномицетов способны к ветвлению и образуют тонкие (0,3—1,5 мкм) ветвящиеся нити (гифы). Совокупность гиф называется, как и у грибов, мицелием. Лишь немногие актиномицеты представлены палочковидными и коккоидными клетками. Большинство актиномицетов, в отличие от истинных бактерий, имеют хорошо выраженный ветвящийся септированный или несептированный мицелий. Ветвящиеся гифы мицелия часто расходятся лучеобразно, с чем связано название актиномицетов — лучистые грибки. Размножаются актиномицеты кусочками мицелия или спорами. Актиномицеты чрезвычайно широко распространены в природе. Они живут в воздухе, в воде, особенно часто в почве. Это преимущественно сапрофиты, но среди них есть и паразиты, вызывающие у человека и домашних животных особые заболевания — актиномикозы.

2. Водоросли

2.1 Основные положения

Водоросли объединяют большую группу низших растений, характеризующихся обязательным наличием хлорофилла, а также других пигментов, способных вследствие этого к фотосинтезу и живущих преимущественно в воде.

Вегетативное тело водорослей может иметь различную организацию. Различают несколько ступеней морфологической дифференциации таллома, отражающих основные этапы эволюции морфологической структуры. Простейшая организация у водорослей представлена амебоидной структурой.

Это одноклеточные организмы, лишенные твердой клеточной оболочки и способные передвигаться, как амебы, выпуская псевдоподии разной формы. Амебоидную структуру имеют немногие водоросли, например отдельные представители пирофитовых, золотистых и желто-зеленых водорослей.

Монадная структура характерна для одноклеточных или колониальных организмов, но всегда снабженных жгутиками и подвижных в вегетативном состоянии. Креме того, у водорослей с более сложной организацией структуры талломов монадная структура сохраняется у клеток, служащих половому (гаметы) или бесполому (зооспоры) размножению. Коккоидная структура характеризуется неподвижными клетками, одиночными или объединенными в колонии. Пальмеллоидная структура представляет собой соединение нескольких неподвижных клеток, погруженных в общую слизь.

Эта структура чаще всего бывает временной при переживании в неблагоприятных условий. Нитчатая структура образована клетками, соединенными в нити, простые или разветвленные. Разно-нитчатая, или гетеротрихальная, структура является усложненной нитчатой структурой, состоящей из нитей горизонтальных, стелющихся по субстрату, и отходящих от них вертикальных нитей. Пластинчатая структура представлена пластинчатыми талломами, одно-, двуили многослойными. При делении клеток во многих направлениях могут возникать паренхим атиче-с к и е структуры. Сифональная, или неклеточная, структура характеризуется отсутствием клеточных перегородок в талломе водоросли при наличии большого числа ядер. Водоросли, имеющие сифональную структуру, встречаются в отделах желто-зеленых и зеленых водорослей.

Большинство сифоновых водорослей — это морские организмы, имеющие нередко довольно большие размеры и сложное внешнее расчленение, подобно делению на стебли, листья и корни. Пресноводные водоросли сифональной структуры имеют вид слабоветвящихся нитей или шаровидных телец размерами от 1 мм до нескольких сантиметров. Харофитная структура свойственна только харовым водорослям, обитающим в пресных водоемах. Она представлена крупными многоклеточными слоевищами, состоящими из центральной осевой нити—главного «побега» и сидящих мутовками боковых «побегов».

Клетки водорослей одеты клеточной оболочкой, состоящей из целлюлозы и пектиновых веществ. У многих водорослей в оболочках присутствуют другие компоненты, как углекислая известь, железо, альгиновая кислота и др. Клеточные оболочки водорослей могут ослизняться. Монадные клетки примитивных водорослей, а также зооспоры и гаметы, могут не иметь обособленной клеточной оболочки; функцию ее у таких клеток выполняет самый наружный слой цитоплазмы — цитоплазматическая мембрана — плазмалемма. Цитоплазма может занимать всю клетку водорослей или располагаться постенно. Ядер в клетке может быть много или одно. У сине-зеленых водорослей в клетках отсутствуют обособленные ядра, отделенные от цитоплазмы оболочкой. Эквивалентом у них является ядерное вещество — нуклеоид, располагающийся в центральной части протопласта.

Пластиды водорослей называют хроматофорами, а в последнее время — хлоропластами, как у высших растений. Они отличаются от пластид высших растений огромным разнообразием по форме, числу, месторасположению в клетке, а также набором пигментов. Хроматофоры водорослей могут быть чашевидными, звездчатыми, лентовидными, зернистыми и т. д. Форма хроматофоров у зеленых водорослей нередко служит систематическим признаком рода или порядка, тогда как зеленые пластиды высших растений — хлоропласта — имеют постоянную форму. Вместе с тем субмикроскопическое строение хроматофоров водорослей довольно однообразно и сходно со строением хлоропластов высших растений.

В матрикс хроматофора погружены пластинчатые структуры, напоминающие уплощенные мешочки, которые называют тилакоидами или дисками. В тилакоидах сосредоточены фотосинтезирующие пигменты. Тилакоиды водорослей могут быть одиночными или собираться в пачки, но при этом они не образуют правильных стопок — гран, как это характерно для высших растении.

В состав хроматофоров у водорослей могут входить следующие пигменты: хлорофилл а, b, с, d, e, каротин, ксантофилл, бурый пигмент — фукоксантин, синий — фикоцианин и красный — фикоэритрин. Отделы водорослей отличаются друг от друга разным набором пигментов.

В хроматофорах водорослей присутствуют пиреноиды; обычно они погружены в хроматофоры или, реже, располагаются на них (например, у красных, некоторых родов бурых водорослей и др.). Это особые тельца белковой природы. Число пиреноидов в клетках может быть различным (один, два или много). У большинства водорослей вокруг пиреноидов откладывается крахмал, у других — воднорастворимый полисахарид ламинарии, у красных водорослей — багрянковый крахмал, есть и другие исключения. Веществами запаса, кроме крахмала, у водорослей служат так/лс масло, волютин, гликоген. Пиреноиды — это специфические образования водорослей, у высших растений они, как правило, отсутствуют.

Помимо перечисленных органоидов, у монадных клеток водорослей присутствуют также красный глазок — стигма, и пульсирующие вакуоли.

Вследствие наличия пигментов основным способом питания водорослей является автотрофный способ питания с помощью фотосинтеза. Однако многие водоросли обладают способностью ассимилировать готовые органические соединения и осуществлять гетеротрофный способ питания. Наконец, некоторые водоросли сочетают оба названных способа, питаясь миксотрофно, или смешанно. Таковыми, например, являются многие сине-зеленые водоросли, хлорококковые из отдела зеленых водорослей и др.

Размножение у водорослей существует вегетативное, половое и бесполое. Вегетативное размножение происходит делением клеток, распадом нитей или колоний, фрагментацией талломов. Реже происходит специализированное вегетативное размножение.

Бесполое размножение осуществляется подвижными зооспорами или неподвижными апланоили автоспорами (хлорелла), тетраили моноспорами (красные водоросли). Зооспоры разных групп водорослей могут отличаться числом и характером жгутиков, а также способом их прикрепления к клетке. Зооспора после непродолжительного движения сбрасывает жгутики, одевается оболочкой и прорастает в новую водоросль.

Половой процесс у водорослей состоит в слиянии двух специализированных половых клеток, называемых гаметами. Гаметы всегда гаплоидны, после их слияния образуется новая диплоидная клетка, называемая зиготой. Зигота прорастает в новую взрослую особь. Прорастание зиготы может происходить с редукционным делением, как у большинства зеленых водорослей, или без него, как у большинства бурых водорослей, когда из зиготы развивается диплоидная особь.

У водорослей различают разные формы полового процесса. Если сливающиеся гаметы обе подвижны и одинаковы по величине, происходит изогамия. Копуляцию крупной подвижной гаметы и такой же подвижной маленькой называют гетерогамией. Оогамией называют такой половой процесс, при котором крупная неподвижная женская гамета — яйцеклетка — оплодотворяется маленькой подвижной мужской — сперматозоидом. У примитивных водорослей монадной структуры при половом размножении могут копулировать не гаметы, а две взрослые особи. Такой тип полового процесса называют хологамией. Наконец, существует так называемая конъюгация у водорослей. При этой форме полового процесса сливаются протопласты вегетативных клеток, соединенных поперечными выростами.

При половом размножении могут сливаться гаметы, образовавшиеся на разных особях (гетероталлизм) либо развившиеся на одном и том же талломе (гомоталлизм).

В жизненном цикле ряда водорослей может происходить чередование поколений. В этом случае в цикле развития водоросли существуют две формы: гаплоидное растение — гаметофит и диплоидное — спорофит. Спорофит представляет собой бесполое поколение, на котором в особых клетках (зооспорангиях) происходит редукционное деление и вслед за этим образуются зооспоры. Гаплоидные зооспоры прорастают в гаплоидные растения — гаметофиты. Гаметофит является половым поколением, на нем образуются гаметы, после копуляции которых развивается зигота. Зигота без редукционного деления прорастает в диплоидный спорофит.

Растение-гаметофит и растение-епорофит могут быть внешне одинаковыми, в этом случае смену поколений называют изоморфной. Если гаметофит и спорофит отличаются друг от друга, например, формой, размерами, продолжительностью жизни, то чередование поколений будет гетероморфным.

Подавляющее большинство водорослей, как уже указывалось, обитает в воде. Мелкие, преимущественно микроскопические, водоросли, свободноплавающие в толще воды, образуют фитопланктон пресных и морских водоемов. Планктонный образ жизни ведут все водоросли, обладающие в вегетативном состоянии жгутиками (воль-воксовые), многие представители диатомовых, сине-зеленых и зеленых водорослей.

Водоросли, растущие на дне или эпифитно на других водных растениях, входят в состав бентоса. Фитобентос морей и океанов состоит в основном из бурых и красных водороспей. Бентосными морскими формами могут быть также сифоновые, ульвовые; бентосными пресноводными — диатомовые и разнообразные зеленые водоросли (ушприксовые, конъюгаты, харовые и др.).

Водоросли живут не только в водоемах. Обширную экологическую группировку составляют наземные, или воздушные, водоросли. Они образуют налеты на сырой земле, на коре деревьев, на поверхности влажных скал и камней. Большинство из них относится к сине-зеленым и зеленым водорослям. Водоросли могут жить в толще почвы (почвенные водоросли), развиваться в водах горячих источников, в сильно засоленных водоемах, могут поселяться на поверхности снега или льда. Водоросли — одни из древнейших организмов, населяющих нашу планету, приспособленные к жизни в самых разнообразных внешних условиях.

Повсеместное распространение водорослей определяет огромное значение этих растений в природе и жизни человека. В водоемах, особенно морских, они являются основными созидателями органического вещества. В процессе фотосинтеза они выделяют свободный кислород, необходимый для дыхания водных организмов, как животных, так и растительных, Велика их роль в биологическом круговороте веществ в природе, в создании и накоплении органического вещества (биомассы) на Земле.

Фактическое значение водорослей связано с использованием их в качестве сырья для ряда отраслей промышленности. Они служат непосредственно и как продукт питания. Из морских водорослей в результате промышленной переработки получают различные органические соединения и минеральные вещества. В последние годы широко развивается искусственное культивирование водорослей (например, хлореллы) в производственных целях. Водоросли сыграли огромную роль в истории Земли. Древние водоросли способствовали обогащению атмосферы кислородом, что повлияло на развитие животного и растительного мира нашей планеты. Они участвовали в образовании горных пород, явились родоначальниками растений, заселивших сушу. Водоросли подразделяются на 10 отделов, отличающихся друг от друга характером окраски и рядом перечисленных выше признаков.

2.2 Отдел сине-зеленые водоросли

Сине-зеленые водоросли вместе с отделом бактерий относят к группе прокариотов, т. е. организмов, лишенных типичного ядра. Это древнейшая группа растительных организмов, следы существования которых находят в отложениях протерозойской эры (2,5 млрд. лет назад). Водоросли этой группы могут иметь сине-зеленую окраску, темно-синюю, иногда почти черную, а также красноватую и оливково-желтую. Такое разнообразие тонов связано с набором пигментов, из которых у сине-зеленых водорослей обязательно присутствуют хлорофилл а, каротиноиды, синий пигмент фикоцианин и красный фикоэритрин. Талломы одноклеточные, нитчатые или колониальные. Распространены сине-зеленые водоросли по всему земному шару и имеют чрезвычайно широкую экологическую амплитуду. Так, они являются обитателями пресных и морских водоемов, могут жить в почве на глубине до 1 м и в горячих источниках. Например, в гейзерах Камчатки обнаружено 28 видов сине-зеленых водорослей. Некоторые виды встречаются в снегах и льдах Арктики и Антарктиды, а также в пустынях.

Характерной особенностью этой группы растений является строение их клетки. Протопласт клетки не имеет оформленного ядра, нет хроштофоров и митохондрий, отсутствуют вакуоли с клеточным соком. В цитоплазме клетки различимы две зоны: периферическая окрашенная, называемая хроматоплазмой, и центральная бесцветная — центроплазма. Электронно-микроскопическое изучение клеток сине-зеленых показало, что в хроматоплазме находятся фотосинтетические мембраны, или тилакоиды, которые являются носителями пигментов и характерны для хроматофоров водорослей объединяемые в класс хроококковых, размножаются делением клеток пополам. Примерами могут служить хроококк или колонии глеокапсы и микроцистиса. Это микроскопические водоросли, распространенные в воде и на суше. У глеокапсы дочерние клетки после деления вырабатывают свои слизистые обертки, но при этом остаются связанными под общей слизистой оболочкой колонии. Микроцистис, вызывающий нередко «цветение» воды в стоячих водоемах, представляет собой комочки слизи с погруженными в нее шаровидными клетками.

Ко второму классу — хамесифоновых — относятся нитевидные, ложнопаренхимные и колониальные водоросли. Представители этого класса размножаются эндоспорами, образующимися в материнских клетках в больших количествах, или экзоспорами. Живут хамесифоновые почти все прикрепленно, как эпифиты, на камнях, раковинах, растениях, предпочитая чистые реки и горные ручьи. Некоторые виды обитают в морях.

Большинство нитчатых сине-зеленых водорослей относится к классу гормогониевых. Размножение гормогониями, реже спорами. Гормогониями называют короткие участки, отделившиеся от материнской нити, которые после некоторого периода движения" вырастают во взрослые особи. К этому классу относятся осциллятория, лингбия, анабена. Осциллятория образует сине-зеленые пленки или слизистые налеты на влажной земле, на подводных камнях или плавает на поверхности стоячих водоемов в виде слизистых лепешек. Однорядные нити ее, составленные из одинаковых, вытянутых

поперечно клеток, обладают. характерным поступательным движением, сопровождающимся одновременным качанием кончика нити. Лингбия сходна с осцилляторией, но отличается от нее плотным трубчатым влагалищем.

Анабена имеет свободноплавающие нити с шаровидными или бочонкообразными вегетативными клетками. В нитях анабены имеются особые толстостенные клетки с прозрачным водянистым содержимым — гетероцисты. На поперечных стенках гетероцист, обращенных к вегетативным клеткам, находятся закупоренные «пробками» поры. Распад нитей происходит часто по гетероцистам. Возможно, гетероцисты играют определенную роль в процессе связывания свободного азота атмосферы, т. к. все известные до сих пор азотфиксирующие сине-зеленые водоросли имеют гетероцисты. Помимо гетероцист, в нитях анабены развиваются споры. Это разросшиеся толстостенные клетки, заполненные запасными питательными веществами в виде зернистого содержимого. Споры способны переживать неблагоприятные условия и прорастать в новые нити.

Сине-зеленые водоросли имеют определенное хозяйственное значение. Некоторые виды с высоким содержанием протеинов используются в пищу населением Африки и Японии. Азотфиксирующие виды используются для повышения плодородия почв на рисовых полях. Виды, выделяющие токсины, имеют отрицательное значение, так как могут быть токсичными для животных. Летом, развиваясь в планктоне пресных водоемов, сине-зеленые водоросли делают воду непригодной для питья. Иногда их массовое развитие служит причиной так называемого замора рыбы. Многие донные формы служат показателями степени загрязненности воды при ее биологическом анализе.

Сине-зеленые водоросли обитают преимущественно в пресных водоемах, в морях видовое разнообразие их невелико. Однако число особей в морях может быть огромным. Например, Красное море получило свое название от массового (иногда) развития в нем планктонной сине-зеленой водоросли триходесмиум, имеющей красноватую окраску.

2.3 Отдел зеленые водоросли

Водоросли этого большого отдела имеют, как правило, зеленую окраску Хроматофоры их содержат в качестве пигментов хлорофиллы, а и b. Это самый обширный отдел водорослей, насчитывающий 13 000—20 000 видов. В этой группе представлено все разнообразие структур морфологической дифференцировки талломов, известных для водорослей: монадная, пальмеллоидная, коккоидная, нитчатая, пластинчатая, сифональная. Клетки зеленых водорослей могут быть одноядерными или многоядерными, хроматофоры имеют самую различную форму.

Размножение вегетативное, бесполое и половое. Бесполое размножение происходит посредством двуили четырех-жгутиковых зооспор, либо апланоспорами. Формы полового процесса разнообразны: хологамия, изогамия, гетерогамия, оогамия и конъюгация. Зигота, как правило, прорастает после редукционного деления, поэтому большинство зеленых водорослей в вегетативном состоянии гаплоидны. Диплоидна только зигота. В отдельных случаях встречается чередование поколений.

Зеленые водоросли обитают чаще в пресных водоемах, реже в морских. Некоторые группы перешли к наземному образу жизни и встречаются на почве, скалах, сырой древесине, коре деревьев. Классифицируют зеленые водоросли по-разному, выделяя 3, 5 или 2 класса.

К зеленым водорослям относятся следующие классы:

1.Класс собственно зеленые водоросли:

1.Порядок Вольвоксовые;

2.Порядок Хлорококковые;

3.Порядок Улотриксовые;

4.Порядок Кладофоровые;

2.Класс коньюганты (сцеплянки):

1.Порядок Зигнемовые;

2.4 Отдел диатомовые водоросли

К диатомовым относятся микроскопически мелкие водоросли, обитающие в бентосе и в планктоне пресных или морских водоемов. Это исключительно одноклеточные организмы, живущие одиночно или объединенные в колонии различного типа: цепочки, звездочки, кустики и т. д.

Клетки диатомей покрыты панцирем из кремнезема, состоящим из двух половинок. Большая половинка панциря — эпитека — покрывает меньшую — гипотеку, как крышка покрывает коробку. В свою очередь, каждая из половинок имеет плоскую часть — створку и ободок, плотно соединенный с ней и называемый пояском. В связи с таким строением вид клеток диатомей с пояска будет всегда отличаться от вида со стороны створок. Пиннулярия, например, с пояска имеет форму прямоугольника, а со створки напоминает вытянутый эллипс. Панцирь диатомей имеет поры, камеры или утолщения. Все это создает характерную структуру, нередко очень тонкую и изящную, определенную для каждого вида и имеющую большое значение для систематики диатомовых. Виды, обладающие подвижностью, обычно имеют на створке щель и узелки. Движение цитоплазмы в щели и трение ее о субстрат создают отталкивающую силу, благодаря которой клетка движется. Диатомовые водоросли без шва не способны к самостоятельному движению.

Клетки водорослей этого типа могут иметь радиальную или двустороннюю симметрию. На этом основано деление отдела на два класса: класс перистые, или пеннатные, с двусторонней симметрией и с радиальной — класс центрические. К пеннатным относятся упомянутая выше пиннулярия, а также навикула, синедра, гомфонема, табеллярия и др.

Представителями класса центрических диато-мей могут служить циклотелля.

Панцирь клеток диатомовых выстилается изнутри пектиновой оболочкой, покрывающей протопласт. Протопласт клетки содержит цито плазму, ядро и хроматофоры в разном числе и разной формы. Например, пиннулярия имеет два пластинчатых хроматофора, располагающихся параллельно пояску. В клетках мелозиры находится множество хроматофоров в виде лопастных дисков. Пигменты хроматофоров представлены хлорофиллами, а и с, каротином, несколькими ксантофиллами и желто-бурым диатомином. Подобное сочетание пигментов обусловливает желто-бурую окраску водорослей этого отдела. Крахмала не образуется, а запасные продукты в клетках представлены маслом, волютином.

Клетки диатомовых водорослей в вегетативном состоянии диплоидны. Поэтому перед половым размножением происходит обычно редукционное деление ядра. Половой процесс может быть изогамным или оогамным. После полового процесса образуется зигота, которая без периода покоя увеличивается в размерах и развивается в ауксоспору. Ауксоспора некоторое время растет, а затем вырабатывает панцирь и превращается в вегетативную особь. Чаще всего диатомовые водоросли размножаются вегетативно. Вегетативное размножение происходит делением протопласта пополам параллельна створкам. Дочерние протопласты расходятся, получая каждая лишь одну половинку панциря. Недостающая половинка достраивается, причем это всегда бывает гипотека.

К диатомовым относится около 10 000—15 000 видов. В морях и океанах они занимают первое место в качестве продуцентов органического вещества.

Это древняя группа, известная с юрского периода. Кремнеземные панцири диатомей хорошо сохраняются в ископаемом состоянии. Горная порода диатомит, образованная панцирями диатомей, находит применение для звуковой и тепловой изоляции, в качестве фильтрующего вещества в пищевой промышленности.

2.5 Отдел бурые водоросли

К этому отделу относятся наиболее высокоорганизованные водоросли. Это многоклеточные организмы, имеющие в простом случае нитчатую гетеротрихальную структуру таллома. Большинство представителей отдела имеют сложную морфологическую и анатомическую дифференцировку. Самые крупные формы среди водорослей, чьи талломы достигают нескольких десятков метров, относятся именно к отделу бурых водорослей.

Это почти исключительно морские организмы, обитающие главным образом в холодных морях северного и южного полушария. Талломы имеют бурую окраску, зависящую от сочетания пигментов: хлорофиллов, а и с, каротина и нескольких ксантофиллов, в частности бурого фукоксантина.

Клетки всегда одноядерные со множеством дисковидных бурых хроматофоров. Клеточная оболочка целлюлозная со значительным количеством пектиновых веществ в наружных слоях, сильно ослизняющихся. Крахмала не образуется. Продуктами запаса в клетках служат полисахарид ламинарии и маннит и в небольших количествах жир.

Размножение вегетативное участками таллома, бесполое и половое. Бесполое размножение при помощи зооспор или неподвижных апланоспор, образующихся по 4 в тетраспорантиях и называемых тетраспорами. Половое размножение изо-, гетероили моногамное. Монадные клетки бурых водорослей имеют грушевидную форму и два жгутика, прикрепленные сбоку: длинный — перистый и короткий (задний) — гладкий. Гаметангии, как правило, много-гнездные, антеридии могут быть одногнездные. Особенность моногамного полового процесса бурых водорослей состоит в том, что оплодотворение происходит в воде, а не в моногонии, так как яйцеклетка обычно выходит в воду.

Почти все бурые водоросли, кроме представителей порядка фукусовых, имеют чередование поколений. Смена генераций бывает различной На этом основано деление отдела на три класса, или когорты (группы порядков): изогенератные, имеющие изоморфную смену поколений; гетерогенератные с гетероморфной сменой и циклоспоровые, у которых отсутствует смена генераций.

Отдел бурые водоросли подразделяются на классы по структуре:

1. Класс изогенератные;

2. Класс циклоспоровые;

2.6 Отдел красные водоросли

Красные водоросли представлены почти исключительно морскими бентосными формами. Талломы, за редким исключением, многоклеточные, нитчатой или пластинчатой структуры. Они имеют относительно небольшие размеры, не более 1—2 м, и заходят на большую глубину, чем зеленые и бурые водоросли. Окраска талломов может быть светло-розовой или темно-малиновой, реже голубовато-зеленой. Хроматофоры зернистые или пластинчатые, содержащие хлорофиллы, каротин, ксантофилл, а также синий фикоцианин и красный фикоэритрин.

Клетки обычно одноядерные, с целлюлозными оболочками, наружные пектиновые слои которых ослизняются. Оболочки нередко инкрустированы известью, в этом случае некоторые формы красных водорослей образуют целые известковые рифы. В качестве продуктов запаса в клетках откладываются жиры и особый полисахарид — багрянковый крахмал. Последний накапливается в цитоплазме вне связи с хроматофорами и окрашивается иодом в красный цвет.

В жизненном цикле красных водорослей отсутствуют жгутиковые стадии. Вегетативное размножение у них наблюдается редко, так как оторванные участки таллома обычно погибают. Бесполое размножение происходит при помощи неподвижных голых спор, образующихся либо по одной, либо по четыре. Соответственно этому различают моноспорантии с моноспорами у примитивных форм, а у более сложно устроенных — тетраспорангии с тетраспорами. Половой процесс оогамный. Скопления одноклеточных антеридиев развиваются на поверхности талломов в виде гроздевидных образований. В каждом антеридии образуется одна неподвижная мужская гамета — спермаций. Женский половой орган карпогон состоит из нижней, расширенной части — брюшка и верхней, вытянутой в виде нитевидной шейки, называемой трихогиной. У примитивных красных водорослей трихогина может не развиваться. Брюшко карпогона содержит одну яйцеклетку. Спермаций пассивно переносятся течением воды к карпогону, попадают через трихогину в брюшко, где и происходит оплодотворение. После оплодотворения трихогина отмирает, а брюшко карпогона, содержащее зиготу, прорастает с образованием особых спор — карпоспор. Карпоспоры могут развиваться либо непосредственно на брюшке, либо благодаря развитию особых нитей на значительном удалении от него. Скопления карпоспор образуют так называемые цистокарпии.

Необходимо отметить, что циклы развития у красных водорослей изучены еще недостаточно и многие описанные процессы требуют уточнения. Наиболее общую схему цикла развития можно дать на примере представителей класса флоридей. У этих водорослей в цикле развития происходит изоморфная смена поколений, имеющая несколько усложненную форму. На гаплоидных растениях, гаметофитах, образуются половые органы. После оплодотворения карпогона развиваются специальные нити, называемые нитями гонимобласта, которые образуют карпоспоры. В простейших случаях нити гонимобласта развиваются непосредственно из карпогона. У подавляющего большинства флоридей из карпогона развиваются сначала многоклеточные соединительные нити, растущие по женскому гаметофиту, которые сливаются с особыми ауксиллярными клетками, богатыми питательными веществами. Лишь после подобного слияния с карпогоном из ауксиллярной клетки развиваются нити гонимобласта.

Карпоспоры диплоидны, так как развиваются без редукционного деления. Эту систему нитей с карпоспорами рассматривают как особое диплоидное поколение в цикле развития, называемое карпоспо-рофитоми живущее на гаметофите.

Карпоспоры прорастают в диплоидные растения, называемые тетраспорофитами и имеющими такой же внешний вид, как гаметофиты. На тетраспорофитах формируются органы бесполого размножения — тетраспорантии, в которых происходит редукционное деление и развиваются тетраспоры. Последние прорастают в гаметофиты. Таким образом, в цикле развития последовательно сменяют друг друга три поколения, или три формы развития: гаметофит, карпоспорофит и тетраспорофит. При этом два поколения — гаметофит и тетраспорофит — изоморфны и представлены каждый самостоятельным растением, произрастающим независимо от другого. Третье поколение — карпоспорофит— морфологически редуцировано и паразитирует на гаметофите. В этом случае происходит изоморфная смена форм. У порфиры из класса бангиевых происходит гетероморфная смена форм, так как крупные пластинчатые гаметофиты, т. е. то, что называется порфирой, сменяются микроскопическими стелющимися тетраспорофитами. Красные водоросли делят на 2 класса.

Подразделение красных водорослей на классы:

1. Класс бангиевые;

2. Класс флоридеи.

3. Грибы

3.1 Общие сведения

Грибы — это гетеротрофные организмы, лишенные хлорофилла. Это самый многочисленный отдел низших растений, насчитывающий около 100 тыс. видов. Вегетативное тело большинства грибов называется мицелий и представляет собой систему тонких бесцветных нитей, или гиф. По строению мицелия, или грибницы, грибы делятся на две большие группы: низшие и высшие. Низшие грибы имеют неклеточный, или несептированный, многоядерный мицелий. У самых примитивных форм мицелия может не быть, а вегетативное тело гриба может 5ыть представлено плазменной массой, лишенной твердой оболочки. У других низших грибов могут быть развиты лишь зачатки мицелия в виде тонких безъядерных нитей, так называемый ризомицелий.

Клеточные оболочки грибов состоят из целлюлозы и ряда других полисахаридов. У большинства грибов в оболочках присутствует также хитин, сходней по химическому составу с хитином насекомых и не известный ни для одной другой группы растительных организмов. Важнейшими органоидами грибной клетки являются ядра, митохондрии и эндоплазматическая сеть. Пластиды отсутствуют. Веществами запаса служат жиры, волютин, гликоген; крахмала в клетках не образуется.

Размножение грибов чрезвычайно разнообразно. Вегетативное размножение происходит обрывками мицелия или распадом мицелия на отдельные клетки. Подобные клетки, покрытые толстой буроватой оболочкой, называют хламидоспоры. Клетки с тонкими оболочками, начинающие отчленяться с кончика гифы, называются, артроспорами. Встречается также почкование клеток. Бесполое размножение у грибов осуществляется посредством эндогенных или экзогенных спор. Эндогенные споры характерны для большинства низших грибов. Это могут быть подвижные клетки со жгутиками — зооспоры или неподвижные — спорангиоспоры. Те и другие развиваются внутри специализированных клеток, отчленяющихся перегородкой от кончика гифы. Так, зооспоры развиваются внутри зооспорангиев, а неподвижные спорангиоспоры —внутри спорангиев. Экзогенные споры, или конидии, образуются открыто на концах особых выростов мицелия, называемых конидиеносцами. Формы конидиального спороношения очень разнообразны и характерны для высших грибов.

Половое размножение у грибов особенно многообразно. У низших грибов оно может проходить в форме хологами и, изогамии, гетерогамии, оогамии и особой формы полового процесса — зигогамии, напоминающей конъюгацию водорослей. Зигота почти во всех перечисленных случаях некоторое время покоится, а затем делится редукционно и прорастает. Таким образом, у большинства примитивных грибов вся жизнь проходит в гаплоидной стадии, и многочисленные ядра неклеточного мицелия гаплоидны.

У высших грибов при половом процессе происходит объединение содержимого половых органов (класс сумчатые грибы), не дифференцированного на гаметы, или слияние вегетативных клеток мицелия— соматогамия. В том и другом случае вначале сливаются цитоплазмы (плазмогамия), тогда как ядра, мужские и женские, лишь сближаются попарно, образуя дикарионы. Дикарионтическая стадия в цикле развития различных грибов может быть кратковременной или длительной. Независимо от этого впоследствии происходит слияние ядер. Образующееся диплоидное ядро без периода покоя приступает к редукционному делению и образует гаплоидные споры. Половое спороношение у грибов бывает в виде сумкоспор, или аскоспор, ибазидиоспор. Аскоспоры образуются почти всегда в числе 8 эндогенно внутри специализированных клеток, называемых сумками, или асками. Базидиоспоры — это экзогенные споры, развивающиеся обычно по 4 экзогенно на базидиях.

Сумки и базидии могут развиваться либо непосредственно на мицелии, либо внутри или на поверхности особых плодовых тел, представляющих собой переплетение гиф мицелия. Сплетающиеся гифы мицелия у грибов могут образовывать мицелиальные тяжи, иногда довольно толстые, до нескольких миллиметров толщиной. В плодовых телах переплетение гиф образует нечто вроде паренхимнои ткани, называемой псевдопаренхимой или плектенхимой.

При гетеротрофном способе питания грибы делятся на две большие группы: сапрофиты и паразиты. Те и другие чаще используют растительные субстраты и реже животные. Последнее связано с тем, что грибы обладают ферментами, способными расщеплять клеточные оболочки и углеводы растений. Кроме того, для грибов неблагоприятна та щелочная среда, которую обычно создают бактерии, преобладающие на субстратах животного происхождения, богатых белками.

Грибы делят на следующие классы: хитридиомицеты, оомицеты, зигомицеты, сумчатые, или аскомицеты, базидиальные, или базидиомицеты, и несовершенные грибы, или дейтеромицеты. Последний, шестой класс представляет собой в значительной мере искусственную группу, у них неизвестен половой процесс.

Классификация грибов:

1. Класс хитридиомицеты;

2. Класс оомицеты;

1. Порядок Сапролегниевые;

2. Порядок Пероноспоровые;

3.Класс зигомицеты;

1.Порядок Мукоровые;

4.Класс аксомицеты;

1.Подкласс голосумчатые;

2.Подкласс эуаскомицеты;

3.Группа порядков Плектомицеты;

4.Группа порядков Пиреномицеты;

5.Порядок Эризифовые;

6.Порядок Спорыньевые;

7.Группа порядков Дискомицеты;

5.Класс базидиомиеты:

1.Подкласс холобазидиомицеты;

2.Группа порядков Гименомицеты;

3.Группа порядков Гастеромицеты;

4.Подкласс телиоспоромицеты;

5.Порядок Ржавчинные;

6.Порядок Головневые;

4. Отдел лишайники

Лишайники представляют собой своеобразные комплексные организмы, образованные в результате сожительства гриба и водоросли. Взаимоотношения гриба и водоросли в лишайниках довольно сложны. Гриб получает от водоросли углеводы и вместе с тем снабжает водоросль водой, минеральными солями, обеспечивает ей защиту от инсоляции и высыхания. Подобные отношения двух организмов в лишайнике чаще всего рассматривают как взаимно выгодный, мутуалистический симбиоз.

Замечено, однако, что грибы, входящие в состав лишайников и питающиеся в основном сапрофитно, могут пускать гаустории в живые клетки водоросли, нанося ей вред. У большинства лишайников гаустории прободают только клеточную оболочку, и гриб питается, не убивая водоросли. Очевидно, правильнее считать, что в лишайниках наблюдается умеренный, переносимый, или толерантный, паразитизм гриба на водоросли.

Грибы, входящие в состав лишайников, относятся в большинстве к сумчатым грибам — пиреномицетам и дискомицетам; немногие, у тропических и субтропических видов лишайников, — к базидиомицетам. Водоросли относятся к сине-зеленым и к зеленым. Из зеленых водорослей наиболее часто встречаются требуксия и трентеполия и др. Требуксия относится к порядку хлорококковых; одиночные клетки ее имеют центральный, массивный, слегка лопастный хроматофор. Трентеполия из порядка улотриксовых в лишайнике лишена характерной для нее оранжевокрасной окраски и распадается на отдельные клетки или цепочки клеток, скрашенных в зеленый цвет, всегда с мелкими капельками гематохрома. Из сине-зеленых водорослей чаще всего присутствует носток, встречаются также глеокапса и хроококк.

По внешнему виду талломы лишайников очень разнообразны, и среди них выделяют три основных морфологических типа: корковые, или накипные, листоватые и кустистые. Накипные лишайники имеют таллом в виде тонкой корочки, прочно срастающейся с субстратом и неотделимой от него. Листоватые лишайники имеют вид мелких чешуек или дорсовентральных пластинок, прикрепляющихся к субстрату пучками гиф, называемых ризинами и легко отделяемых без значительного повреждения слоевища. Кустистые лишайники представлены в виде кустиков, образованных тонкими ветвящимися нитями, стволиками или мягкими разветвленными лентами. Они прикрепляются к субстрату только основанием и растут от него вертикально вверх или свисают вниз. По анатомическому строению различают гомео мерные талломы лишайников и гетеромерные. В гомеомерных лишайниках гифы гриба и водоросли распределены равномерно по всему таллому. Этот тип строения рассматривается как более примитивный. У гетеромерных лишайников наружные слои таллома из переплетенных грибных гиф образуют так называемую кору. Под верхней корой располагается гонидиальный слой, или альгальная зона, в которой находятся водоросли. Под гонидиальным слоем рыхло сплетенные гифы гриба образуют «сердцевину». У листоватых лишайников обычно выражены также нижние корорые слои и ризины, прикрепляющие таллом к субстрату. При радиальном строении кустистых гетеромерных лишайников сердцевина занимает центральную часть таллома.

Лишайники могут размножаться вегетативным способом, при помощи отломившихся участков таллома. Многие листоватые и кустистые лишайники размножаются соредиями иизидиями. Соредии состоят из одной или нескольких клеток водоросли, оплетенных гифами гриба. Скопления соредии разрывают корковый слой и выходят на поверхность таллома в виде соралей, образующих порошистые налеты. Соредии разносятся ветром, каплями дождя и при благоприятных условиях прорастают в новые талломы лишайников. Изидии представляют собой мельчайшие выросты таллома в виде палочек, бугорков, всегда покрытых снаружи корой, которые отламываются и прорастают в новые слоевища. Каждый из компонентов лишайника, и грибы и водоросли, может размножаться самостоятельно. Водоросли делятся простым делением или размножаются автоспорами, грибы могут размножаться половым путем, образуя апотеции и перитеции с сумками и сумкоспорами. Плодовые тела грибов обычно различимы на поверхности талломов лишайников в виде темных точек, дисков, подушечек.

Комплексная природа лишайников обеспечивает им питание из воздуха, атмосферных осадков, пыли, субстрата. Лишайники могут существовать в крайне неблагоприятных условиях — в пустынях, на камнях, скалах. Широко распространены лишайники в тундре, где они покрывают огромные пространства и служат основным кормом для оленей. Из видов, имеющих практическое значение, широко распространены виды рода кладония. Кладония имеет двойной таллом: первичный накипный или чешуйчатый, и вторичный в виде вертикальных выростов, имеющих бокальчатую, шиловидную или кустистую форму. Различные виды кладоний известны тундре под названием «оленьего мха» или ягеля. Он встречается на древесине заборов, крыш, на коре лиственных пород, преимущественно осин и тополей. Слоевища ее имеют вид желто-оранжевых розеток, несущих на поверхности апотеции. Графис часто растет на коре ольхи, липы, особенно рябины и черемухи. Он имеет накипный таллом с характерными апотециями в виде извилистых разветвленных темных штрихов. В хвойных лесах с ветвей свешиваются длинные пряди серовато-зеленоватых ветвящихся нитей уснеи. Широко распространены листоватые виды родов пармелия (Parmelia) и цетрария. Эверния растет на коре лиственных деревьев, отличается мягкими кустистыми лопастями слоевища в виде сероватых разветвленных лент.

Для лишайников характерно образование особых органических соединений, называемых лишайниковыми кислотами. Это конечные продукты обмена веществ, являющиеся специфическими лишайниковыми веществами. Они обладают антибиотическим действием и используются в медицине. Препараты, полученные из лишайников, обладают антибактериальным действием на различные стрептококки, стафилококки, пневмококки и туберкулезную палочку. В некоторых лишайниках содержатся ароматические вещества и эфирные масла, на чем основано использование лишайников в качестве сырья для парфюмерной промышленности. Издавна лишайники использовали для получения красителей шерсти и шелка. До настоящего времени нередко лишайники служат сырьем для получения красок и лакмуса.

Лишайники широко распространены в природе. В тундре, лесотундре и в лесных биогеоценозах они составляют значительную часть растительного покрова. Лишайникам нередко принадлежит роль пионеров при заселении каменистых субстратов в горах, Арктике, Антарктиде и других районах земного шара.

Заключение

Велика роль, которую играют низшие растения и в жизни человека. Болезнетворные бактерии и паразитические формы грибов вызывают заболевания важнейших культурных и дикорастущих растений, животных и людей. Водоросли, главным образом морские, используют в пищу и как корм для домашних животных (особенно широко в Японии). Водоросли служат также источниками сырья для получения удобрений, йода, агар-агара. Последний широко применяется в текстильной, бумажной промышленности и особенно широко в научно-исследовательской работе в качестве твердой среды для культивирования микроорганизмов. Общеизвестно пищевое значение многих шляпочных грибов. Плесневые грибы являются продуцентами ферментов и денных медицинских антибиотиков.

В данной работе произведена классификация низших растений по отделам, а отделы по классам. В свою очередь классы подразделяются на подклассы и порядки, что в свою очередь облегчает структуризацию низших растений по отделам, классам, подклассам и порядкам.