Розділ «ЛЕКЦІЯ 12. Систематика рослин. нижчі рослини - водорості (algae)»

5. Розмноження водоростей

Розмноження у водоростей може відбуватися нестатевим або статевим шляхом (рис.49). При нестатевому розмноженні дочірні особини успадковують геном, ідентичний до геному материнського організму, за винятком випадків, коли мають місце генні або хромосомні мутації. При статевому розмноженні геноми дочірніх організмів відрізняються від батьківських, оскільки утворенню дочірнього покоління зазвичай передують процеси обміну генетичною інформацією між різними особинами внаслідок кросинговеру, що відбувається після статевого процесу.

Статевий процес та пов'язані з ним кросинговер і мейоз обумовлюють рекомбінантну мінливість і сприяють зростанню рівня генетичної гетерогенності популяцій. Рівень рекомбінантної мінливості може зростати також внаслідок обміну частинами геномів при парасексуальних процесах (наприклад, під час кон'югації), проте парасексуальні процеси безпосередньо не пов' язані з відтворенням дочірніх особин і тому до способів розмноження не відносяться.

Рис. 49. Будова і розмноження хламідомонади:

А - хламідомонада:

1 - скоротливі вакуолі; 2 - джгутики;

3 - стигма (світлочутливе вічко); 4 - хлоропласт;

5 - цитоплазма; 6 - ядро; 7 - клітинна стінка; 8 - піреноїд; Б - нестатеве розмноження:

1, 2, 3 - утворення зооспор; 4 - вихід молодих хламідомонад; В - статеве розмноження:

1 - утворення гамет; 2 - злиття гамет; 3 - утворення зиготи;

4 - вихід молодих хламідомонад.

Нестатеве розмноження у водоростей поділяється на два основних типи:

а) вегетативне, що здійснюється шляхом поділу вегетативних клітин або фрагментами вегетативного тіла;

б) розмноження за допомогою спеціалізованих клітин - спор, яке інколи називають справжнім нестатевим розмноженням або споруляцією.

Вегетативне розмноження. У одноклітинних водоростей вегетативне розмноження відбувається переважно поділом клітини надвоє. У багатоклітинних та колоніальних представників вегетативне розмноження частіше пов'язане з фрагментацією таломів та колоній. Фрагментацію можуть спричинювати механічні чинники (наприклад, вітро-хвильові удари, течія), або фрагментація може відбуватися внаслідок відмирання частин таломів чи колоній. У небагатьох водоростей вегетативне розмноження може здійснюватись за допомогою спеціалізованих ділянок тіла - вивідкових бруньок (бура водорість Sphacellaria) або вивідкових бульбочок (зелені водорості з порядку Charales). Особливим варіантом вегетативного розмноження є розмноження за допомогою акінет. Акінети являють собою клітини, що утворюються із звичайних вегетативних клітин при погіршенні умов існування. Акінети мають потовщену клітинну оболонку, містять багато запасних поживних речовин і, на відміну від звичайних вегетативних клітин, за несприятливих умов здатні переходити у стан анабіозу або криптобіозу, завдяки цьому переживати несприятливі періоди. При покращенні умов вегетації акінети проростають у нові вегетативні особини.

Нестатеве розмноження шляхом споруляції відрізняється від вегетативного тим, що здійснюється спеціалізованими клітинами - спорами, які утворюються в спорангіях. Спорангії у водоростей одноклітинні, кількість спор в одному спорангію може коливатися від однієї (наприклад, у зеленої нитчастої водорості Oedogonium) до кількох десятків або навіть сотень (у багатьох бурих водоростей).

У відповідності зі здатністю до активного руху спори поділяють на рухливі із джгутиками, часто з світлочутливими вічками (стигми) та пульсуючими вакуолями (зооспори) та нерухомі з клітинними покривами (гемізооспори, апланоспори та автоспори), та малорухливі амебої-дні, що позбавлені джгутиків (моно-, бі- та тетраспори).

Залежно від типу поділу ядра клітини-спорангія (мітотичний чи мейотичний) спори часто також поділяють на мітоспори та мейоспори, відповідно.

Статеве розмноження відбувається внаслідок статевого процесу. Статеві процеси у водоростей поділяють на дві основні групи - сома-тогамні та гаметогамні.

При соматогамних статевих процесах зливаються дві вегетативні (інакше - соматичні) клітини. Якщо такі клітини представлені клітинами, позбавленими клітинних покривів, то цей тип соматогамії називають хологамією. Типовим прикладом водорості з хологамним статевим процесом є рід Бипаїіеііа.