Бот. альг. и мик. Лекц. 4 2022-2023 Отдел Желтозеленые, Диатомовые водоросли сокр

1. Отделы Желтозеленые, Диатомовые водоросли

Лекция 4 2021-2022 уч.г.
и 2022-2023 уч.г.

2. 5-царственная система Р. Виттакера

Plantae
Fungi
Animalia
R.H.Whittaker,
1929-1980
разрабатывается
Маргулис и
Шварцем (1997 г.)
Monera
филогенетические
взаимоотношения
организмов
(по R.H.Whittaker, 1969 )
Помещая низших эукариотов в царство Protista, мы тем самым утверждаем, что все они эволюционно
ближе друг к другу, чем к представителям других царств.
А это не так: получены убедительные доказательства того, что отдельные филумы царства Protista
гораздо дальше отстоят друг от друга, чем от остальных царств, да и сами высшие эукариотические
царства ближе друг к другу, чем к некоторым протистам (см. ниже).
Таким образом, царство Protista искажает эволюционно-иерархическую структуру органического мира, и
его разделение на самостоятельные царства имеет серьезнейшие основания.

3.

4.

Система классификации живых существ

5.

Сина Эдл
Наибольший
вклад в оформление
современной
системы
сыграла
международная
группа
под
руководством
председателя
комитета
по
систематике
и
эволюции
Международного
протистологического
общества С. Эдла.
Мы
будем
следовать системе,
предложенной этой
группой в 2012 г.
Рис. 1.20. Современная система органического мира по С. Эдлу
с соавт., 2012 г. Для прокариотов показаны домены, для
эукариотов – субдомены (оранжевым),надцарства (бордовым) и
царства (черным).

6. Царство Хромиста - Chromista

Включает согласно современной систематике :
• хромобионтные (охрофитовые)
водоросли (желто-зеленые,
диатомовые, бурые, золотистые и др.)
• грибоподобные организмы (отд.
Oomycota и др.),
• некоторые протозоа

7. Отличительные признаки царства Chromista :

• митохондрии с трубчатыми кристами;
Различные типы крист (к) митохондрий
(С.А.Карпов, 2001; О. Г.Кусакин,А.Л.Дроздов, 1994):
А — пластинчатые; Б — трубчатые; В — дисковидные

8. Подвижные клетки с двумя неравными жгутиками

Жгутиковая клетка несимметричная.
Жгутики расположены на боковой стороне клетки.
Задний короткий и гладкий,
передний длинный и перистый с трехчленными волосками.
Жгутики гетероконтные, гетероморфные
Жгутиковая
клетка
зеленых
водорослей
симметричная
на
переднем конце
Жгутики изоконтные, изоморфные,
гладкие или перистые, с тонкими
мастигонемами, редко чешуйками
Жгутиковая клетка
харовых
водорослей асимметричная
Жгутики изоконтные, изоморфные,
покрыты
органическими
чешуйками

9.

перистые жгутики с
гликопротеиновыми
Тройчатыми,
трехчастными
(трехчленными)
мастигонемами
(волосками)
1 — базальное вздутие;
2 — трубчатая часть;
3 — терминальный
филамент

10. Хлоропласт

Возник в результате
вторичного эндосимбиоза
с клеткой
красной водоросли.
Схема возникновения
хлоропластов в результате
первичного и вторичного
эндосимбиозов.
из: Graham, Wilcox, 2000; Lee, 2008

11.

Схема возникновения хлоропластов в результате первичного и вторичного
эндосимбиозов
из: Graham, Wilcox, 2000; Lee, 2008

12.

• Хлоропласты окружены каналом
эндоплазматической сети, который в некоторых
местах может соединяться с наружной ядерной
мембраной и, значит, оболочка хлоропласта
состоит из 4-х мембран (две мембраны
хлоропласта и две – ЭПС).
• – Тилакоиды собраны в стопки по три тилакоида
(трехтилакоидные ламеллы) и вокруг них идет
один периферический опоясывающий тилакоид,
который называется ламелла, вследствие своей
большей длины.
• – Пиреноид находится внутри хлоропласта и
располагается непосредственно под оболочкой,
иногда несколько выступая наружу, чаще голый,
т.е., не пронизан тилакоидами. Количество
пиреноидов 1-10.

13. Хлоропласт зеленых водорослей

Стопки тилакоидов состоят из двух-, шести тилакоидов,
отсутствует хлоропластная ЭПС
1 — рибосомы; 2 — оболочка хлоропласта;
4 — ДНК; 6 — крахмал; 9 — ламелла;
14 — грана; 15 — пиреноид.

14.

Схема строения
хлоропластов
водорослей из царства
Хромиста
4 — ДНК;
7 — две мембраны
хлоропластной ЭПС;
8 — две мембраны оболочки
хлоропласта;
9 — ламелла;
11 — ядро.
Г — ламеллы трехтилакоидные, две мембраны
хлоропластной ЭПС (Ochrophyta, Prymnesiophyta)
Хлоропласты окружены каналом эндоплазматической
сети, который в некоторых местах может соединяться с
наружной ядерной мембраной и, значит, оболочка
хлоропласта состоит из 4-х мембран (две мембраны
хлоропласта и две – ЭПС).

15.

Ультраструктура сперматозоида
центрических диатомей
В — детали строения
хлоропласта;
5 — хлоропластный нуклеоид;
6 — хлоропластная
эндоплазматическая сеть;
12 — ламелла;
13 — опоясывающая ламелла;
14 — собственно мембрана
хлоропласта
– Тилакоиды собраны в стопки по
три тилакоида (трехтилакоидные
ламеллы) и вокруг них идет один
периферический опоясывающий
тилакоид, который именуется
ламелла, вследствие своей
большей длины.

16.

Схема строения клетки
бурой водоросли:
кс – клеточная стенка,
м – митохондрии,
эс – фрагмент канала
ЭПС,
д – диктиосомы,
в – вакуоль,
я – ядро, яо – ядерная оболочка (в расширении между двумя ее мембранами – в
леринуклеолярном пространстве – заключен хлоропласт), ъ
х –.хлоропласт с системой тилакоидов (Т), собранных в пачки-стопки по три,
п – пиреноид не пронизан тилакоидами , выступает над хлороластом с обкладкой,
г – кольцевидный генофор, перерезанный поперек
– Пиреноид находится внутри хлоропласта и располагается
непосредственно под оболочкой, иногда несколько выступая наружу, чаще
голый, т.е., не пронизан тилакоидами. Количество пиреноидов 1-10.

17. Важнейшие признаки сходные у всех хромобионтных (охрофитовых) гетероконтных водорослей, т.е. водорослей, имеющих бурые пигменты

(диатомовые, желто-зеленые, золотистые, бурые)
• – окраска таллома, состав пигментов и запасных
веществ, ультраструктура пластид:
• 1) Пигменты – Хлорофиллы: а и с
Каротиноиды: каротины - β-каротин и др. и
ксантофиллы - фукоксантин (бурый пигмент) (кроме
желто-зеленых) и др.
• 2) окраска клеток от светло-желтой до темнобурой за счет преобладания фукоксантина;
• 3) Продукты ассимиляции – хризоламинарин,
масло, волютин

18.

Пигменты
Хлорофиллы
Хл. а, Хл. б,
Хл. с, Хл. д
Каротиноиды
Каротины:
α-каротин, β-, γ-, ε-
Ксантофиллы:
фукоксантин,
зеаксантин,
диатоксантин и др.
Фикобилины
фикоэритрин,
фикоцианин,
аллофикоцианин

19.

Пигменты
Хлорофиллы
Хл. а, Хл. б,
Хл. с, Хл. д
Каротиноиды
Каротины:
α-каротин, β-, γ-, ε-
Ксантофиллы:
фукоксантин,
зеаксантин,
диатоксантин и др.
Фикобилины
фикоэритрин,
фикоцианин,
аллофикоцианин
Окраска клеток от светло-желтой до темно-бурой за счет преобладания
фукоксантина.
(Фукоксантина нет у желтозеленых водорослей)

20.

Пигменты
Хлорофиллы
Хл. а, Хл. б,
Хл. с, Хл. д
Каротиноиды
Каротины:
α-каротин, β-, γ-, ε-
Ксантофиллы:
фукоксантин,
зеаксантин,
диатоксантин и др.
Фикобилины
фикоэритрин,
фикоцианин,
аллофикоцианин

21. Продукты ассимиляции –

хризоламинарин, масло, волютин
в цитоплазме откладываются

22.

Рис. 232. Дерево, построенное на комбинировании трех деревьев (нуклеотидных
и аминокислотных) генов SSU rRNA и
rbcL (R.A.Andersen, 2004):
А — альвеоляты;
Б — примнезиофиты;
В — страминопилы;
Г— охрофиты;
темными треугольниками отмечены
группы с фотосинтезирующими
представителями

23.

ЖЕЛТО-ЗЕЛЕНЫЕ ВОДОРОСЛИ трибофициевые
Xanthophyta хризофиты без фукоксантина
Известно (описано) около 600 видов
В почве достигают большого обилия, вызывая
«цветение»
Назван по окраске хлоропласта: желто-зеленая, светлозеленая, темно-желто-зеленая, реже зеленая, иногда
клетки бесцветные, но не бурые.
Распространены в самых разнообразных местообитаниях
на всех континентах. Преимущественно в пресных водах и
почве, реже – в морях и солоноватых водоемах.
Предпочитают чистые воды стоячих водоемов с кислой
реакцией среды, хотя встречаются и в загрязненных
водоемах со щелочной рН.
В водных водоемах обитают в планктоне или перифитоне,
но не достигают большого обилия.

24.

ЖЕЛТО-ЗЕЛЕНЫЕ ВОДОРОСЛИ трибофициевые
Xanthophyta хризофиты без фукоксантина
Известно (описано) около 600 видов
В почве достигают большого обилия, вызывая
«цветение»
Не имеют четких специфических признаков, а объединяются
на основе комплекса признаков:
- по окраске близки к зеленым;
- по строению жгутиков, наличию хл. а и с, строению
хлоропласта, составу запасных веществ входят в группу
охрофитовых водорослей.
- По строению 16 S рибосомальной РНК, ближе всего к
бурым.
- По типам талломов - к золотистым, но другую форму
цист. Это группы рано разошедшиеся на монадном уровне,
параллельно развившие сходные жизненные формы –
амебоидные, нитчатые, сифональные и др.

25.

• Окраска (не бурая) обусловлена сочетанием пигментов:
хлорофиллы а и с;
• α и β-каротин;
• из ксантофиллов преобладает вошериоксантин,
встречается диадиноксантин, диатоксантин,
виолаксантин, а фукоксантин отсутствует.
• Размеры: у большинства микроскопические (несколько
микрон), реже макроскопические (до нескольких
миллиметров и сантиметров (у сифональных до 3 и
более см))
• Структура таллома разнообразая: - (большинство
коккоидной), а также амебоидной, монадной,
- пальмеллоидной, нитчатой, разнонитчатой,
пластинчатой, псевдопаренхиматозной, сифональной
- только у желто-зеленых и зеленых.
-
(в отличие от зеленых есть амебоидная и нет сифонокладальной)
В основу деления жёлто-зелёных на классы положено разнообразие
морфологической организации таллома.

26.

Талломы ксантофитов
- амебоидный,
- монадный,
-пальмеллоидный
А – Heterochloris:
1 – внешний вид,
2 – образование
псевдоподий,
Б – Rhizochloris (в
клетке заметны
кристаллы)
-1 – Гельминтоглея
(Helminthogloea
ramosa),
2 – Gloeochloris
planctonica,

27.

Талломы ксантофитов
Нитчатый
Сифональный
А – Tribonema viridis:
1 – часть нити, 2 – выход зооспор,
3 – строение оболочки;
Б – Botrydium: 1– внешний вид, 2 – зооспора

28. Клеточные покровы желто-зеленых

• – У простейших форм клетки покрыты плазмалеммой,
перипластом, позволяющим образовывать ризоподии,
домиком, состоящим из солей железа или марганца.
• – Большинство желтозеленых водорослей имеет
клеточную оболочку: пектиновую, пектиновоцеллюлозную или целлюлозную, иногда с включением
кремния, железа. На поверхности оболочки может
отлагаться известь. Поверхность клеточной стенки имеет
разнообразную скульптуру.
• Оболочка может быть цельной или двустворчатой, т.е.,
состоять из двух половинок (створок) одинакового или
разного размера.

29.

Схема образования поперечной перегородки между двумя
дочерними клетками Tribonema (А.А.Масюк, 1993):
А — фрагмент нити;
Б — закладка поискового кольца и образование поперечной перегородки
между двумя дочерними клетками;
В — слоистость двустворчатых клеточных оболочек;
Г — распад клеточной оболочки на Н-образные участки при образовании
апланоспор

30. Размножение

• Вегетативное – деление 1 клеточных продольным
делением на две клетки.
• Бесполое споровое – зооспорами или
апланоспорами.
• Половой процесс – у немногих:
гаметогамия (изо-, гетеро- или оогамия).
• При неблагоприятных условиях образуют
эндогенные цисты со слабо кремнеземной
оболочкой, состоящей из 2-х неравных частей

31. Классификация

• Старая основана на типах таллома

32. Класс Xanthosiphonophyceae Представители имеют сифональный тип таллома (трубчатые нити)

Класс Xanthosiphonophyceae
Представители имеют сифональный тип таллома
Порядок:
(трубчатые нити)
Vaucheriales
• Порядок Vaucheriales
Семейство:
Vaucheriaceae
VAUCHERIA
ВОШЕРИя
В пресных водах и морях
в виде бархатистых
дерновинок
1 – таллом ВОШЕРИИ
2 - ВЫХОД ЗООСПОРЫ
- синзооспора
3 – АНТЕРИДИЙ
4 - ООГОНИЙ

33.

Под микроскопом видны маловетвящиеся трубочки - нити
без перегородок. Бесцветные ризоиды.
Под тонкой целлюлозной оболочкой в пристеночном слое
цитоплазмы находятся дисковидные хлоропласты без
пиреноидов и глубже многочисленные ядра. По центру
таллома проходит непрерывная вакуоль с клеточным
соком.

34.

РАЗМНОЖЕНИЕ
Б.р. - Синзооспоры многоядерные
многожгутиковые,
каждому ядру
соответствует пара
жгутиков.
Жгутики пары равные,
гладкие.
Цикл развития – предполагают
диплофазный,
мейоз гаметический
Оогоний – округлая или овальная клетка на поверхности таллома
(короткий вырост таллома), отделяется от него сплошной перегородкой
(септой) у основания – 1 яйцеклетка
Антеридий – вытянутая клетка, загнутая как рог барана, на
конце антеридиального выроста, - двужгутиковые мужские
половые клетки гетероконтного типа, с хоботком в передней части,
хоботок укреплен микротрубочками

35. Органы размножения

Оогоний, антеридий, оогоний
Оогоний – клетка яйцевидной формы образуется на
коротком боковом выросте, отделяясь от него
сплошной перегородкой.
Зооспорангий
Булавовидной формы
образуется на
верхушке растущего
сифона, отделяясь от
него сплошной
перегородкой
Антеридий – клетка вытянутая, загнутая как рог барана,
образуется на удлиненном боковом выросте сифона

36.

BOTRIDIUM GRANULATUM
Плазмодиальные организмы с
плотной наружной оболочкой
из пектина и целлюлозы.
Мешковидный многоядерный
протопласт укоренен в грунте
посредством бесцветных
ризоидов. При делении ядер
не происходит синхронного
умножения
цитоплазматических структур,
протопласт и оболочка
«общие», не разделенные на
агрегаты органелл.
1 - БОТРИДИУМ Размножение только
зооспорами.
2 - ЗООСПОРА
3 - РИЗОЦИСТЫ

37. Вошериевые и ботридиофиты – странные многоклеточные из пресной лужи

Vaucheria sessilis
Botrydiophyceae – схема строения
Botrydium
Ветвящийся нитчатый сифон с пристенным
расположением мелких ядер и хлоропластов и
с крупной вакуолью в центре. Зооспоры
многоядерные многожгутиковые, каждому
ядру соответствует пара жгутиков. Жгутики
пары равные, гладкие. Половое размножение
оогамное. Двужгутиковые мужские половые
клетки гетероконтного типа, с хоботком в
передней части, хоботок укреплен
микротрубочками
Плазмодиальные организмы с плотной
наружной оболочкой из пектина и целлюлозы.
Мешковидный многоядерный протопласт
укоренен в грунте посредством бесцветных
ризоидов. При делении ядер не происходит
синхронного умножения цитоплазматических
структур, протопласт и оболочка «общие», не
разделенные на агрегаты органелл.
Размножение только зооспорами.

38. Экология и распространение

• . Большинство видов являются пресноводными организмами,
поселяясь в водоемах с различной степенью трофности, однако
предпочитают чистые воды стоячих водоемов с кислой реакцией
среды.
• Широко представлены в сфагновых и торфяных болотах, канавах,
ямах и лужах на торфяниках, в заболоченных лесных и луговых
водоемах, в речных старицах, прудах, водохранилищах и озерах;
реже – в водоемах с проточной водой.
• Желтозеленые водоросли живут преимущественно в толще воды
или входят в состав перифитона.
• В почвах желтозеленые водоросли представлены гораздо
разнообразнее и обильнее в сравнении с водными ценозами.
Нередко при массовом развитии они вызывают «цветение»
поверхности почвы.
• Аэрофильные водоросли встречаются на стволах деревьев,
стенах домов, старых заборах и т.п.
• Симбионты в клетках простейших (зооксантеллы).

39. Роль в природе и использование человеком

• Определенную роль играют желтозеленые водоросли как
продуценты кислорода и органических веществ,
• как агенты самоочищения загрязненных вод и почв.
• Вместе с другими водорослями они входят в состав
первичного звена трофических цепей,
• а также участвуют в почвообразовательных процессах, в
повышении плодородия почв.
• С практической точки зрения – желтозеленые водоросли
можно использовать как показательные организмы в
системе экологического мониторинга и как компоненты в
составе комплекса микроорганизмов при очистке
загрязненных вод.

40.

Отдел Диатомовые
водоросли (кремнеземки)
(Bacillariophyta).

41.

• Назван по названию типового рода Diatoma
(от греч. di – два и tome – разрез,
рассечение), напоминает о том, что чаще
всего диатомеи размножаются вегетативным
деление клетки на 2 половинки.
• Латинское наименование Bacillariophyta
дано по первому роду, описанному в 1788 г.
Bacillaria.
• Название кремнеземки, указывает на
наиболее характерную особенность, т.е.
наличие у клеток панциря, пропитанного
кремнеземом.

42. Важнейшие признаки, указывающие на сходство диатомовых с хромобионтными (охрофитовыми) водорослями

• Пигменты –
• Хлорофилл а и хлорофилл с – у бурых, золотистых,
диатомовых, желтозеленых
• β-каротин – у золотистых, диатомовых, желтозеленых,
красных, бурых, зеленых
• фукоксантин – у золотистых, диатомовых, бурых (особенно
специфичен, придает интенсивно бурый цвет таллому)
• неофукоксантины А и В – у диатомовых,
• диадиноксантин – у золотистых, диатомовых, желтозеленых
• диатоксантин – у золотистых, диатомовых, желтозеленых

43.

44.

• Известно (описано) свыше 10 тыс. (12-25
тыс.) видов.
• Обитают во всех климатических зонах в
морских, солоновато-водных, пресных
водоемах в составе фитопланктона,
микрофитобентоса, обрастаний, формируя
буроватые пленки, «бороды» на
поверхности погруженных в воду растений,
камней и др. субстратов. Характерна сезонная
динамика, оптимальная температура для жизни +20 С.
• Встречаются в почве, болотах, снегах, льдах
и т.д. Считаются наиболее успешной
группой микроводорослей

45. Краткое определение с указанием основных критериев (отличительных признаков)

• Отдел объединяет одноклеточные и
колониальные микроскопические водоросли
• с клеточными оболочками в виде
кремнеземного панциря из двух неравных
половинок эпитеки и гипотеки, заходящих
друг на друга как крышка на коробку
• и наличием стадии растущей ауксоспоры,
• исключительно коккоидной структуры тела,
• диплоидные в вегетативной стадии.

46. Панцирь

• – коробочка разной формы – разновидность
клеточных оболочек водорослей строгой
геометрической формы.
• Крышечка. Донышко. Боковые стороны.
• Форма панциря-коробочки:
линзовидная, шаровидная, цилиндрическая, бочонкообразная;
прямоугольная, изогнутая в нескольких плоскостях
на признаках строения панциря с ХIХ столетия базируется
классификация диатомовых водорослей

47.

Строение панциря
1 — эпитека (= крышечка);
2 — лицевая часть створки эпитеки (=диск =эпивальва) и загиб створки;
3 — поясковый ободок эпитеки (эпицингулюм);
4 — гипотека (донышко); 5 — гипоцингулюм; 6 — лицевая часть створки гипотеки
(гиповальва);
7— отверстие (= перфорация);
8 — септа – неполная перегородка, разделяющая клетку на камеры;

48.

А — вид со створки
Форма
ББ——вид
створки
видс спояска
пояска
– вытянутый эллипс
Б — вид с пояска Б —
вид с пояска
Схема строения панциря
и клетки диатомей на
примере пиннулярии
1 — эпитека;
2 — гипотека;
3 — центральный узелок;
4 — шов щелевидный;
5 — хлоропласт;
6 — полярный узелок
Штрихи (камеры или
ряды отверстий)
перпендикулярно
длинной оси по обе
стороны от шва
Б — вид с пояска -- прямоугольник

49.

Пеннатная диатомовая водоросль
Pinnularia и
центрическая Cyclotella:
Штрихи (камеры или ряды отверстий) расположены
радиально
диск створки округлой формы, шва нет

50.

51.

Pinnularia.
А – панцирь со
створки;
Б – панцирь с
пояска;
В – клетка со створки;
Г – клетка с пояска;
Д – деление клетки
(две дочерние клетки с
пояска)
Со створки – вытянутый эллипс, с пояска – продолговатый прямоугольник. На
створке отверстия – камеры параллельными рядами ┴ длинной оси.
Посередине створки – шов щелевидный и конечные и центральный узелки –
утолщения створки
В клетке – 2 хлоропласта в виде узких полосок, в центре цитоплазменный мостик
с ядром, по об стороны от мостика лежат вакуоли, капли масла и зерна
волютина

52. Перфорации - отверстия

• Поры — наиболее мелкие отверстия,
пронизывающие стенку однослойного
панциря; они могут быть полностью
открыты или полузатянуты мембраной
различного типа.
• Ареолы образуются только в двухслойных
стенках створок. Если ареола не имеет
заметных сужений к поверхности створки,
она называется пороидной, если заметно
сужена к одной из поверхностей створки —
локулярной (локула)

53.

• Перфорации могут складываться в ряды,
которые видны при световой микроскопии
(СМ) как штрихи (т.е., ряды отверстий
видны как штрихи).
• Штрихи могут быть: - радиальными (у класса
центрические),
располагаться по обе стороны от длинной оси
параллельными, либо конвергентными
рядами (у класса пеннатные).

54. Разнообразные выросты

• трубчатые структуры, соединяют
протопласт с внешней средой
• Двугубые выросты. Эти структуры
принимают участие в экскреции слизи,
состоящей из полисахаридов.
• Вырост с опорами

55.

Схема строения пороидных (А, Б) и локулярных (В, Г) ареол панциря
диатомеи, двугубых выростов (Д, Е) и выростов с опорами (Ж, 3):
А, Г — внешнее положение велума; Б, В — внутреннее положение
велума;
Д, Ж — вид сбоку; Е — вид снизу;
3 — вид сверху; 1 — стенка панциря, 2 — форамен, 3 — велум

56.

Центрические диатомовые:
А – Cyclotella: 1 – вид со створки, 2 – вид с пояска;
Б – Coscinodiscus: панцирь со створки;
В – Melosira: 1 – колония, клетки с пояска, 2 – колония с ауксоспорами;
Г – Chaetoceros: часть цепочки (клетки видны с пояска)

57. Крупные отверстия – швы.

• Швы диатомеи обеспечивают
сообщение протопласта с внешней
средой, а также принимают участие в
движении диатомеи (за счет
циркуляции цитоплазмы ).
• Щелевидный шов
• Каналовидный шов

58. Щелевидный шов

• состоит из пары продольных щелей (ветвей шва),
расположенных на створке.
• Швы могут располагаться на обеих створках или
только на одной.
• Щели в толще створки коленчато согнуты,
внутренняя щель открывается в полость клетки,
наружная — сообщается с внешней средой.
• На середине створки ветви шва соединяются в
центральном узелке (внутреннее утолщение
стенки створки) с помощью горизонтального
канала.
• Заканчиваются ветви шва в полярных (конечных)
узелках.
• Узелки видны при СМ как три выпуклости.

59.

Диатомовые
водоросли с
каналовидны
м швом:
А – Nitzschia:
1 – клетка со
створки,
2 – панцирь со
створки;
Б – Surirella:
1 – клетка со
створки,
2 – клетка с
пояска

60. выпуклости створки

• Прочность панцирю придают утолщения,
выступающие над наружной или внутренней
поверхностью створки, — ребра.
• В образовании колоний у многих диатомовых
(чаще у тех видов, которые обитают в планктоне)
участвуют имеющиеся на поверхности выпуклости
створки: шипы, щетинки, выступы, шипики.
• В зависимости от формы и степени сцепления
клеток, формируются колонии в виде нитей,
ленточек, цепочек, звездочек, кустиков,
бесформенных пленок. Колонии образуются из
одной клетки в результате последовательных
делений, не соединены плазмодесмами

61. Особенности строения клетки диатомовых водорослей

• Клетки д.в. имеют типичное эукариотическое
строение.
• Хлоропласты имеют типичное для охрофитов
строение.
• У центрических диатомеи они обычно
многочисленные, мелкие, у пеннатных
крупные, часто лопастные. Обычно
пристенные.
• Большая часть клетки диатомей приходится
на вакуоль с клеточным соком

62.

Схема строения хлоропластов у
эукариотных водорослей А — тилакоиды
расположены по одному, отсутствует
хлоропластная ЭПС (Rhodophyta);
Б — ламеллы двухтилакоидные, две
мембраны хлоропластной ЭПС
(Cryptophyta);
В — трехтилакоидные ламеллы, одна
мембрана хлоропластной ЭПС (Dinophyta,
Euglenophyta);
Г — ламеллы трех-тилакоидные, две
мембраны хлоропластной ЭПС (Ochrophyta,
Prymnesiophyta);
Д — двух-, шеститилакоидные ламеллы,
отсутствует хлоропластная ЭПС
(Chlorophyta);
1 — рибосомы; 2 — оболочка хлоропласта;
3 — опоясывающий тилакоид; 4 — ДНК;
5 — фикобилисомы; 6 — крахмал; 7 — две
мембраны хлоропластной ЭПС; 8 — две
мембраны оболочки хлоропласта;
9 — ламелла; 10 — запасной продукт;
11 — ядро; 12 — одна мембрана
хлоропластной ЭПС;
13 —липид; 14 — грана; 15 — пиреноид

63. Митоз.

• открытый без центриолей.
• Роль центров организации
микротрубочек играют
полярные пластинки

64.

Митоз у пеннатных диатомей (С. Hoek van den et al., 1995):
A — интерфаза, почти перед профазой; Б — профаза; В — метафазное
веретено деления; Г — анафазное веретено деления; 1 —
микротрубочковый центр; 2 — оболочка ядра; 3 — профазное
веретено; 4 — полярная пластинка; 5 — аппарат Гольджи; 6 —
кинетохор; 7 — хроматида; 8 —хромосомная микротрубочка; 9 —
межполюсная микротрубочка

65. Цитокинез.

• У диатомей деление клетки осуществляется за
счет образования борозды деления путем
впячивания клеточной мембраны от периферии к
центру.
• Цитокинез завершается вместе с формированием
оболочек дочерних ядер.
• После деления каждая из образованных дочерних
клеток получает половинку панциря материнской
клетки.
• Недостающая половинка панциря формируется
внутри протопласта дочерних клеток в плоском
пузыре, окруженном мембраной, называемой
силикалеммой

66.

Схема формирования створки (включая образование первого
пояскового кольца Gomphonema parvutum) (Н.П.Горбунова, 1991):
5 - силикалемма
6 — везикула, где
будет отложен
кремнезем;
7 — поясковые
кольца;
8 — эпитека;
9 — гипотека;
10 — шов
1 — ядро;
2 — аппарат Гольджи;
3 — пузырьки Гольджи;
4 – плазмалемма;

67.

Схема формирования створки (включая образование первого
пояскового кольца Gomphonema parvutum) (Н.П.Горбунова,
1991):
А — деление ядра, клеточные органеллы распределяются на
две приблизительно равные части, клетка растягивается в
первальварной (вертикальной) плоскости; Б — ядро
поделилось; инвагинация плазмалеммы и отложение новой
плазмалсммы из пузырьков аппарата Гольджи (получаются
два дочерних протопласта, окруженных полностью
плазмалеммои и наследующих по одной родительской
створке); В — непосредственно под плазмалеммои,
одевающей свободные поверхности дочерних клеток,
формируется «пузырь отложения кремния», пузырьки
Гольджи сливаются с образованием силикалеммы; Г — в
пузыре произошло отложение кремнезема, новая створка
(вальва) стала электронно-плотной (у места возникновения
первого пояскового кольца начинают сливаться пузырьки
Гольджи, образуя пузырь, ограниченный силикалеммой, в
котором отложится гюясковое кольцо); Д — в каждой из двух
дочерних клеток образовалось по поясковому кольцу, которые
выстроились под покровом новых вальв (снаружи от новых
створок видны остатки плазмалеммы и наружной
силикалеммы), внутренняя силикалемма становится частью
плазмалеммы дочерней клетки; / — ядро; 2 — аппарат
Гольджи; 3 — пузырьки Гольджи; 4 – плазмалемма; 5—
силикалемма; 6 — везикула, где будет отложен кремнезем; 7
— поясковые кольца; 8 — эпитека; 9 — гипотека; 10 — шов

68.

Вегетативное
размножение
– деление клетки на две клетки в результате
митоза.

69.

Измельчение размеров клеток в популяции

70.

Половой процесс: изогетерогамия по типу
коньюгации (А) и оогамия (Б)
Схема полового процесса и
образование ауксоспор
пеннатных диатомей (А) на
примере Gomphonema и
центрических диатомей (Б) на
примере Melosira
(Л.Л. Великанов и др., 1981):
1 — развитие
сперматозоидов;
2 — развитие яйцеклетки;
3 — оплодотворение;
4 — образование
ауксоспоры

71. Ауксоспора

• – растущая спора – чаще зигота у д.в..
• Первоначально не имеет характерного
кремнеземного панциря и одета
пектиновой оболочкой, способной к
растяжению.
• Достигает размера крупной клетки,
• одевается панцирем и становится
обычной для данного вида исходной
(крупной) вегетативной клеткой.

72.

Цикл развития диатомовых – диплофазный. Мейоз гаметический

73. Отд Bacillariophyta

• Кл Centrophyceae
• Пор Coscinodiscales
• Кл Pennatophyceae
• Пор Araphales
• Пор Raphales

74.

Кл Centrophyceae Центрические диатомовые:
А – Cyclotella: 1 – вид со створки, 2 – вид с пояска;
Б – Coscinodiscus: панцирь со створки;
В – Melosira: 1 – колония, клетки с пояска, 2 – колония с ауксоспорами;
Г – Chaetoceros: часть цепочки (клетки видны с пояска)

75.

Круглая невысокая коробочка – Cyclotella в форме диска
Диатомовые водоросли.
Бочонкообразная коробочка

76.

Порядок косцинодисковые (Coscinodiscales)
К порядку относятся представители, имеющие клетки
одиночные либо соединенные в нитевидные или
цепочковидные колонии. Форма панциря линзовидная,
эллипсоидная, шаровидная, цилиндрическая. В очертании
створки круглые. На створке имеются ареолы, ребра,
трубковидные выросты.

77. Порядок Melosirales (Melosira, Aulacoseira)

Обычный обитатель фитопланктона наших водоемов
— диатомовая водоросль мелозира исландская.
Справа – образование ауксоспоры.

78. Порядок Melosirales (Melosira, Aulacoseira)

• К порядку относятся представители,
имеющие нитевидные колонии, реже
одиночные клетки.
• Панцирь цилиндрический или шаровидный.
• Створки круглые, плоские или выпуклые.
• Двугубые выросты расположены по всей
поверхности створки.
• В основном морские.

79.

Melosira – клетка в виде бочонкообразной коробочки
объединяются в нитевидную колонию

80.

81.

Порядок биддульфиевые (Biddulphiales).
Клетки одиночные либо соединены часто при помощи краевых
шипиков, щетинок или рогов в цепочковидные колонии.
Панцирь цилиндрический или призматический (эллипсоидный).
Створки в очертаниях круглые, эллиптические, трех- или
многоугольные, на полюсах имеющие выросты.
Структура створок в виде очень мелких или крупных ареол.
Преимущественно морские виды.
Род хетоцерос (Chaetoceros).

82.

83. Класс пеннатные диатомовые водоросли (Pennatophyceae)

Одноклеточные и колониальные формы.
Клетки со стороны створки линейно-эллиптические,
ланцетовидные, булавовидные, реже округлые.
Панцири обычно мощные, сильно окремненные.
Через створки можно провести одну-две плоскости
симметрии. Есть створки асимметричные. У многих
видов через середину створки проходят длинные
ребра, бесструктурные части (поля), или проходят
ветви шва, от которых более или менее
перпендикулярно идут ряды ареол (штрихи),
подобно бородкам в пере птицы.
Структура створки по отношению к продольной оси
обычно перистая.

84.

• Многие формы подвижны, имеют щелевидные и
каналовидные швы. Есть неподвижные
представители, которые не имеют шва
(бесшовные).
• Хлоропласты обычно малочисленные (1-2) в виде
крупных пластинок или лент.
• Половой процесс напоминает конъюгацию у
конъюгат (изогамия, физиологическая анизогамия).
У одного рода (Рабдонема) – оогамия.
• Пресноводные и морские водоросли, обитающие
преимущественно в бентосе на различных
субстратах.
• Виды, обитающие в планктоне, имеют обычно
тонкие легкие панцири, вытянутые в продольном
направлении створки без шва и соединены в
колонии (лентовидные звездчатые или
зигзаговидные).

85.

Кл Pennatophyceae
Пор Araphales Бесшовные диатомеи:
А – Synedra: 1 – панцирь со створки, 2 – панцирь с пояска;
Б – Fragilaria: 1 — колония, 2 — панцирь со створки;
В — Asterionella: 1 – панцирь со створки, 2 – общий вид колонии;
Г –Tabellaria: общий вид колонии

86.

Для быстротекучих вод
очень характерны
колонии диатомовой
водоросли — меридиона
кругового.
Лентовидная колония диатомеи
фрагилярии кротонской

87.

Pinnularia, Gomphonema,
Diatoma
Лентовидная колония диатомеи
фрагилярии кротонской,
Слева - табеллярия

88.

89.

Пор Raphales (Шовные) Навикуловые:
Pinnularia: A – панцирь со створки; Б – панцирь с пояска; В – клетка
со створки; Г – клетка с пояска; Д – деление клетки (две дочерние
клетки с пояска); Е – Navicula: вид со створки; Ж – Gyrosigma: вид со
створки; З – Pleurosigma: вид со створки
-С пояска – прямлоугольник. Сло створки – вытянутый эллипс

90.

91.

Ахнантовые и
цимбелловые
диатомеи:
А – Cocconeis:
1 – верхняя
створка,
2 – нижняя створка;
Б – Cymbella:
панцирь со створки;
В – Епсуопета:
колония в
студенистой трубке;
Г – Gomphonema:
1 – панцирь со
створки, 2 –панцирь
с пояска,
3 – колония

92.

93.

Диатомовые
водоросли с
каналовидны
м швом:
А – Nitzschia:
1 – клетка со
створки,
2 – панцирь со
створки;
Б – Surirella:
1 – клетка со
створки,
2 – клетка с
пояска

94. Роль в фитоценозах и использование

• Диатомовые водоросли являются кормом для рыб и
беспозвоночных животных – «пастбище» моря.
• В их клетках содержится 30% жиров, 35% белков, 25%
углеводов.
• Многие их них осуществляют биологическую очистку
водоемов.
• Диатомеи образуют диатомовый ил, сапропели, горные
породы,
• по ним определяют геологический возраст осадочных
пород.
• Индикаторы состояния водоемов.
• Используются в криминалистике