Вступ до курсу систематики рослин

Размещено на http://www.allbest.ru/

Вступ до курсу систематики рослин

Ботаніка - наука про рослини, складається з двох великих розділів: морфологія і анатомія рослин та систематика рослин, в якій виділяють систематику нижчих рослин та систематику вищих рослин.

До останнього часу термін систематика ототожнювали з терміном "таксономія", тобто вченням про класифікацію організмів. Тепер обсяг систематики значно виріс, в зв'язку з розширенням її завдань, тому таксономія розглядається як одне з них. Сам термін "систематика" походить від грец. systematikоs - впорядкований. Сучасне визначення систематики (один з варіантів) - це наука про різноманітність організмів і взаємозв'язки їх один з одним.

Систематика рослин - класична біологічна наука, яка узагальнює дані суміжних ботанічних дисциплін і є, по суті, філософією ботаніки.

Вивчення систематики дає конкретні уявлені:

1. Про різноманітність рослинного світу. Сучасна флора Землі нараховує ? 500 тис. видів рослин. Це автотрофи (в основному), що внаслідок фотосинтезу з СО 2 та Н 2О утворюють органічні вуглецеві сполуки, концентруючи сонячну енергію 4,5 · 1011 т. щороку

6СО 2 + 6 Н 2О >С 6Н 12О 6+6О 2^

Рослини можуть жити набагато довше ніж тварини (деякі до 2- 6 тис років). Розміри їх від мікроскопічних до 120- 300 м. Рослини можуть мати різноманітне забарвлення, в залежності від наявності пігментів.

Про походження рослинного світу, еволюційний розвиток або філогенію (феле- плем'я, рід; геніус - походження).

Про поширення рослин на земній кулі та їх екологію тобто взаємозв'язки між собою та з умовами середовища.

Про роль і значення рослин в природі та житті людини.

Таким чином, за визначенням одного з видатних ботаніків, академіка Тахтаджяна "систематика є одночасно і фундамент, і вінець біології, її початок і кінець, її альфа і омега".

Систематика рослин, як і кожна наука, характеризується 3 складовими, що знаходяться в тісному взаємозв'язку: предметом вивчення, завданнями вивчення і методами дослідження.

Предмет вивчення систематики рослин складають опис, найменування, класифікація і побудова еволюційної системи рослинного світу н 6ашої планети. біологічний рослина природа

Завдання:

1. Інвентаризація (каталогізація) рослин, тобто складання детального каталога і опису всіх видів, які існують на земній кулі.

2. Створення сучасної філогенетичної системи рослин, яка повинна відображати споріднені зв'язки між таксонами різного рангу і еволюцію рослинного царства.

3. Дослідження процесу видоутворення.

Усю історію систематики можна умовно поділити на ІV періоди. І період - період утилітарної систематики, коли рослини класифікували за корисними для людей властивостями, залежно від їх практичного використання.

Вивчення рослинного світу людиною почалось з часів виникнення людства і продовжується нині. В давнину дослідниками рослин були в основному лікарі, які цікавились лікарськими та іншими господарсько - цінними видами рослин.

Перші наукові відомості про рослини подаються в працях великого вченого античного світу Аристотеля (384 - 322 р до н. е). Батьком ботаніки справедливо вважається учень Аристотеля - Теофраст (371-286 р. до н. е.). Він є засновником ботаніки як самостійної науки, вивчав будову і фізіологічні функції рослин, вплив грунтових і кліматичних умов на них, географічне поширення, намагався систематизувати рослини. З ботанічних творів Теофраста збереглися два "Природа і історія рослин" (10 т., збер 9) та "Про причини рослин"(в 8 т.). В першій праці - вчений розглядає питання загальної ботаніки - описує 500 рослин; в другій - фізіологічні питання і питання практичної ботаніки. Класифікація рослин Теофраста будувалась на їх життєвих призначеннях (утилітарна). Він ділить рослини на 4 групи: дерева, кущі, напівкущі, трави. Ця класифікація протрималась майже до ХІХ ст. Кожну групу він розбив на:

листопадні та вічнозелені;

однорічні та багаторічні;

прісноводні та солоноводні;

культурні та дикорослі;

квітучі та неквітучі.

Теофраст вперше правильно виділив органи рослин (корінь, пагін, листок). Праці цього вченого - це перше в історії ботаніки об'єднання в єдину систему знань практиків c?г, медицини та робіт вчених.

Крупним ботаніком був також Пліній старший, який написав "Природну історію" в 37 т., де описав біля 1000 видів рослин.

В епоху середньовіччя наука розвивалась в країнах Сходу. Відомим лікарем, філософом, натуралістом був Авіценна (Ібн - Сіна) (980-1037 р. н. е.) В основі його праці "Канон" описані рослини, які були відомі ботанікам того часу.

В Європі, в епоху Середньовіччя нові прогресивні хвилі в науці відображались в працях Альберта Великого (1193-1280 р.). Більша частина його робіт про рослини (5 книг) являють собою загальну ботаніку. З фізіологічних питань розглянув: розмноження, живлення, причини зимового спокою рослин.

В епоху відродження біологічні науки починають бурхливо розвиватись. В цей період з'являються перші ботанічні сади в Салерно (1309р), Венеції (1333 р). В Росії перший ботанічний сад Ізмайлівський (1663), на території України перший сад лікарських рослин був заснований в 1721 р. в Лубнах.

На початку 16 ст. в Італії вченим Лукою було винайдено спосіб гербаризації рослин.

ІІ період в історії систематики рослин можна назвати періодом створення штучних морфологічних систем рослинного світу. Штучними називають системи побудовані не на сукупності спільних ознак, а на якійсь довольно взятій одній ознаці або групі ознак.

Так, вперше таку класифікацію створив італійський вчений Андреа Цезальпіні (1519-1603). Відома його праця життя рослин (16 книг). За основу класифікації він взяв будову плодів і насіння. Поділив рослини на два відділи: деревні рослини (дерева і кущі) і трав'янисті (напівкущі, трави).В межах цих двох відділів виділив 15 класів на основі вище вказаної ознаки.

Однак, в науці ще не було поняття "вид". Вперше це поняття було дано англійцем Джоном Реєм (1623- 1705).

Роль реформатора ботаніки відіграв видатний шведський вчений Карл Лінней (1707-1778). Основна його праця "Система природи" 1735 р. Його система також була штучною, побудована на основі будови статевих органів. Рослини поділив на явношлюбні (23 кл.) та таємношлюбні (24 кл.). Лінней вперше ввів бінарну номенклатуру, латинські назви, описав 10000 видів.

Третій період в історії систематики - період створення природних або натуральних систем, тобто систем, в яких для об'єднання близьких між собою рослин в певні таксономічні одиниці (таксони) взято не одну довільну морфологічну ознаку, а сукупність ознак.

Такі системи створили французький ботанік Антуан -Лоран де Жюссьє (1748-1836), швейцарський ботанік Декандоль (1778- 1841).

Четвертий - період еволюційної або філогенетичної систематики тобто час розробки еволюційних або філогенетичних систем рослинного світу. Класифікація рослин на основі їх еволюції. Цей період започаткував Ч. Дарвін (1809-1882). Праця "Походження видів" (1859).

Першою філогенетичною системою була система німецького ботаніка Брауна, яку він створив в 1864 р.

Далі в 1887 р. філогенетична система німецького ботаніка Адольфа Енглера (1844-1930 р.).

Австрійський ботанік Ріхард Веттштейн опублікував вперше свою систему 1901 р.

В 1914 р. була опублікована оригінальна система рослинного світу видатного російського ботаніка-систематика і ботаніко-географа М. І. Кузнецова.

В 1954-1987р. вперше була опублікована система покритонасінних відомого ленінградського ботаніка А.Л. Тахтаджяна. Система Тахтаджяна хронологічно найновіша і найбільш розроблена, проте в ній теж є ряд дискусійних питань.

Як будь-яка наука систематика має свої методи дослідження:

1. Морфологічний (екзоморфний) метод або порівняльно - морфологічний. Один із найстаріших в систематиці. Цей метод було широко використано як при створенні штучних і природних систем, так і багатьох еволюційних систем рослин.

2. Анатомічний (ендоморфний) метод. Вперше його застосував Декандоль, який у своїй системі поділив рослини на судинні і безсудинні. Варто виділити, що анатомічні структури менш мінливі в часі, ніж морфологічні.

3. Палеоботанічний (фітопалеонтологічний) метод. Застосовується палеоботаніками для дослідження флор минулих геологічних епох.

4. Ембріологічний (онтогенетичний) метод застосовується для дослідження розвитку мікро- і макроспор, зародкових мішків, ендосперму і в цілому для вивчення певних фаз онтогенезу рослин. За допомогою цього методу було з'ясовано багато складних питань філогенетичного розвитку зокрема вищих рослин.

5. Георафічний метод або морфолого-географічний. Цей метод групується на тій закономірності, що кожному виду, роду, родині рослин властива своя область поширення, свій географічний ареал.

6. Біохімічний метод. Вперше значення біохімії для систематики рослин визначив німецький вчений Рохледер в 1854 р. Висловив думку, що між систематичним положенням рослини та наявністю в ній хімічних елементів існує певний зв'язок. Наприклад: близькі види нерідко містять схожі хімічні речовини, в різних видах тютюну є алкалоїд нікотин, пасльону - соланін.

7. Експериментальний метод або метод експериментальної систематики. Встановлення спорідненості між окремими групами рослин за допомогою різних експериментів, наприклад: польового.

До найновіших методів систематики відносять математичний, прогнозування, моделювання, застосування комп'ютеризованих, інформаційно - пошукових систем, метод вивчення природної радіоактивності рослин.

Систематика виробила свою систему понять і символів, яка служить для класифікації організмів. Це система ієрархічних одиниць. Для їх позначення на Міжнародному ботанічному конгресі 1950 р. був прийнятий термін "таксон". Класифікація повинна бути досить зручною, а еволюційна систематика повинна відтворювати відношення об'єктивно існуючі в природі і бути досить практичною.

Кожна рослина повинна бути визначена до виду, але це не завжди просто і легко зробити.

Вид (species) - сукупність поколінь, що походять від спільного предка. Або Вид - це сукупність організмів із спорідненими морфологічними ознаками, які можуть схрещуватися один з одним і мають спільний генофонд.

Поліморфні види поділяють на підвиди, різновиди або варіації, та форми. Вид має свою цінність і відноситься до певного роду (genus) - це збірна таксономічна одиниця видів, тісно пов'язаних між собою.

Спеціальні закінчення таксонів, що належать до основних таксономічних категорій

Надцарство Прокаріоти - Procaryota

Царство Еубактерії - Eubacteria

Cyanophyta - синьозелені водорості.

Прокаріотичні фотоавтотрофні рослини.

Надцарство Евкаріоти - Eucaryota

Царство Дискокристати - Discicristates

Представники царства характеризуються наявністю різноманітних крист, серед яких обов'язково представлені кристи дископодібної форми. Поділ ядра представлений закритим ортомітозом.

2. Acrasiomycota - акразіомікотові слизовики. Евкаріотичні первинно гетеротрофні твариноподібні дискокристати, у яких клітини голі, а вегетативне тіло представлене амебоїдами, здатними об'єднуватися у псевдоплазмодії.

3. Euglenophyta - евгленофітові водорості.

Евкаріотичні первинно гетеротрофні, фотоавтотрофні та вторинно гетеротрофні дискокристати, що мають клітинний покрив, представлений пелікулою. Фотоавтотросрні евгленофітові мають вторинно симбіотичні пластиди хлорофітного типу.

Царство Тубулокристати - Tubulocristates

Представники царства характеризуються наявністю трубчастих, перешнурованих при основі мітохондріальних крист. Всі фотоавтотрофні представники мають пластиди виключно вторинно симбіотичного типу.

Підцарство Амебо-флагеляти - Amoeboflagellates

Об'єднує організми, в яких клітини голі, і в життєвому циклі представлені лише амебоїдні або монадні стадії (причому амебоїдна стадія, як правило, переважає). Джгутикові стадії позбавлені тричленних мастигонем - ретронем.

4. Myxomycota - слизовики.

Евкаріотичні первинно гетеротрофні твариноподібні тубулокристати, в яких клітини голі, а вегетативне тіло представлене амебоїдом у вигляді багатоядерного плазмодію.

Chlorarachniophyta - хлорарахніофітові водорості.

Евкаріотичні фотоавтотросрні тубулокристати, в яких клітини голі, а вегетативне тіло представлене амебоїдами, здатними об'єднуватися у плазмодії. Пластиди вторинно симбіотичні, хлорофітного типу, з нуклеоморфом.

Підцарство Страменопіли - Stramenopiles

Об'єднує організми з різноманітними типами покривів (оболонками, панцирами, плазмалемою з додатковими захисними структурами). Головна ознака - наявність у клітини (переважно - на поверхні джгутиків) особливих тричленних мастигонем - ретронем, утворення яких починається між мембранами ядерної оболонки або хлоропластної ендоплазматичної сітки.

Група відділів хромофітових водоростей

Об'єднує всіх фотоавтотрофних страменопілів. Група монофілітична за всіма геномами - ядерним, мітохондріальним, пластидним. Для всіх відділів спільною ознакою є наявність вторинно симбіотичних пластид родофітного типу. Представники всіх відділів хромофітових водоростей мають хлорофіли а та с, чотиримембранні хлоропласти з хлоропластною ендоплазматичною сіткою; ретронеми утворюються між мембранами як ядерної оболонки, так і хлоропластної ендоплазматичної сітки. Відміни між відділами пов'язані, в першу чергу, з будовою клітинних покривів, наявністю фукоксантину, продуктами асиміляції, будовою фоторецепторного апарату, особливостями організації цитоскелета, а також із типами морфологічної структури тіла.

6. Raphidophyta - рафідофітові водорості.

Евкаріотичні фотоавтотросрні тубулокристати, у яких клітини голі (проте не амебоїдні). Пластиди вторинно симбіотичні, родофітного типу.

Джгутикові стадії мають ретронеми. Продукт асиміляції - олія. Характерні особливості - наявність глотки та супрануклеарного апарату, представленого особливою видозміною комплексу Гольджі, а також відсутність стигми та структурного зв'язку між ядерною оболонкою та хлоропластною ендоплазматичною сіткою. Всі представники мають виключно монадний тип структури тіла.

7. Chrysophyta - золотисті водорості.

Евкаріотичні фотоавтотрофні та вторинно гетеротрофні тубулокристати, в яких клітини голі (з кремнеземовими лусочками або без них) або вкриті пектиновою оболонкою. Пластиди вторинно симбіотичні, родофітного типу. Джгутикові стадії з ретронемами. Продукт асиміляції - хризоламінарин. Характерна особливість - наявність у життєвому циклі стадії ендогенних кремнеземових цист.

8. Eustigmatophyta - евстигматофітові водорості. Евкаріотичні фотоавтотрофні тубулокристати, в яких клітини вкриті пектиновою оболонкою. Пластиди вторинно симбіотичні, родофітного типу. Джгутикові стадії з ретронемами. Продукт асиміляції - хризоламінарин. Характерна особливість - наявність у монадних стадій унікального фоторецепторного апарату, розташованого у цитоплазмі біля основи джгутиків. Всі представники мають виключно кокоїдний тип структури тіла.

9. Xanthophyta -жовтозелені водорості.

Евкаріотичні фотоавтотрофні тубулокристати, в яких клітини вкриті пектиновою або цепюлозно-пектиновою оболонкою. Пластиди вторинно симбіотичні, родофітного типу. Джгутикові стадії з ретронемами. Продукт асиміляції - хризоламінарин. Характерна особливість - відсутність жовтого ксантофілу фукоксантину.

10. Phaeophyta - бурі водорості.

Евкаріотичні фотоавтотрофні тубулокристати, в яких клітини вкриті целюлозно-пектиновою оболонкою, до складу якої входять альгінати. Пластиди вторинно симбіотичні, родофітного типу. Джгутикові стадії з ретронемами. Продукт асиміляції - ламінарин. Характерна особливість - виключно багатоклітинна будова таломів.

11. Bacillariophyta - діатомові водорості.

Евкаріотичні фотоавтотрофні тубулокристати, в яких клітини вкриті кремнеземовим панциром. Пластиди вторинно симбіотичні, родофітного типу. Монадні, як правило, стадії нерухомі, джгутики мають ретронеми. Продукт асиміляції-хризоламінарин. Всі діатомові водорості мають виключно кокоїдний тип структури тіла.

12. Dictyochophyta - диктіохофітові водорості.

Евкаріотичні фотоавтотрофні та вторинно гетеротрофні тубулокристати, в яких клітини голі (частина представників має зовнішній кремнеземовий скелет). Пластиди вторинно симбіотичні, родофітного типу. Монадні стадії мають ретронеми. Продукт асиміляції - хризоламінарин. Характерна особливість - асоційованість базальних тіл джгутиків безпосередньо з ядерною мембраною, без участі джгутикових коренів.

Група відділів псевдогрибів

Об'єднує гетеротрофних страменопілів, які живляться осмотрофним шляхом. Представники відділів, які належать до псевдогрибів, мають джгутикові стадії, представлені зооспорами з двома або одним джгутиком. На поверхні локомоторного джгутика розташовуються ретронеми, які утворюються між мембранами ядерної оболонки. Відділи псевдогрибів відрізняються, в першу чергу, будовою джгутикового апарату, типами вегетативного тіла, наявністю або відсутністю ектоплазматичного ретикулюма, а також способами розмноження, в першу чергу - статевого. Псевдогриби, ймовірно, є вторинними гетеротрофами і походять від хромофітових водоростей, які втратили фотосинтетичний апарат.

13. Oomycota - оомікотові гриби.

Евкаріотичні (ймовірно - вторинно гетеротрофні) осмотрофні страменопіли, в яких клітини вкриті целюлозно-глкжановою оболонкою, а вегетативне тіло представлене багатоядерним розгалуженим неклітинним міцелієм. Монадні стадії дводжгутикові.

Labyrinthulomycota - лабіринтуломікотові гриби. Евкаріотичні (ймовірно- вторинно гетеротрофні) осмотрофні страменопіли, в яких голі клітини вкриті мікроскопічними лусочками. Вегетативне тіло представлене поодинокими або з'єднаними у псевдоплазмодії клітинами з ектоплазматичною сіткою, яку утворюють спеціальні органели - ботросоми. Монадні стадії дводжгутикові.

Hyphochytriomycota - гіфохітриомікотові гриби.

Евкаріотичні (ймовірно-вторинно гетеротросрні) осмотрофні страме-нопіли, в яких клітини у дорослому стані повністю або частково вкриті целюлозно-хітиновою оболонкою, а вегетативне тіло представлене поодинокими багатоядерними клітинами або ризоміцелієм. Монадні стадії одноджгутикові.

Підцарство Альвеоляти - Alveolates

Об'єднує організми, в яких клітини мають альвеольовані покриви, в утворенні яких значну роль відіграють мікротрубочки. Для альвеолят характерні різні варіанти ядерного апарату, які помітно відрізняються від типової схеми будови ядра евкаріот. Ретронеми у альвеолят відсутні.

16. Dinophyta - динофітові водорості.

Евкаріотичні первинно гетеротрофні, фотоавтотрофні та вторинно гетеротрофні тубулокристати, в яких клітини вкриті альвеольованою амфієсмою. Пластиди вторинно симбіотичні і досить різноманітні -хлорофітного та родофітного типів. У примітивних представників ядро типово евкаріотичне, в еволюційно розвинутих є особливим варіантом ядерного апарату - динокаріоном.

Додаток: тип Apicomplexa - апікомплекси.

Евкаріотичні вторинно гетеротрофні облігатні паразити, які втратили мітохондрії, проте зберігають редуковані пластиди та пластидний геном.

Царство Платикристати - Platycristates

Представники царства характеризуються наявністю пластинчастих (інколи - також трубчастих) неперешнурованих при основі мітохондріальних крист.

17. Plasmodiophoromycota - плазмодіофоромікотові слизовики. Евкаріотичні первинно гетеротрофні твариноподібні платикристати, вегетативне тіло яких представлене голим амебоїдом, а мітохондрії мають крім пластинчастих ще й трубчасті кристи, проте неперешнуровані при основі. Облігатні внутрішньоклітинні паразити вищих рослин.

Підцарство Рослини - Plantae

18. Haptophyta - гаптофітові водорості.

Евкаріотичні фотоавтотрофні та вторинно гетеротрофні платикристати, що мають мітохондрії з трубчастими кристами (проте не перешнурованими при основі), клітинний покрив - плазмалема, яка із зовнішнього боку вкрита субмікроскопічними органо-мінеральними лусочками, а з внутрішнього підстелена оперезуючою цистерною ендоплазматичної сітки. Пластиди вторинно симбіотичні, родофітного типу.

19. Cryptophyta - криптофітові водорості.

Евкаріотичні фотоавтотрофні та вторинно гетеротрофні платикристати, що мають клітинний покрив, представлений перипластом. Пластиди вторинно симбіотичні, родофітного типу, з нуклеоморфом.

Glaucocystophyta - глаукоцистофітові водорості. Евкаріотичні фотоавтотрофні платикристати, що мають амфієсмоподібний клітинний покрив. Пластиди первинно симбіотичні, глаукоцистофітного типу (ціанели), між зовнішньою та внутрішньою мембранами хлоропластної оболонки зберігається шар муреїну. Продукт асиміляції - крохмаль, що відкладається у цитоплазмі.

Rhodophyta - червоні водорості.

Евкаріотичні фотоавтотрофні платикристати, клітини яких вкриті целюлозно-пектиновою оболонкою з фікоколоїдами. Пластиди первинно симбіотичні, родофітного типу (родопласти), з поодинокими тилакоїдами. Продукт асиміляції - багрянковий крохмаль, що відкладається у цитоплазмі. Специфічна ознака - повна відсутність джгутикових стадій.

22. Chlorophyta - зелені водорості.

Евкаріотичні фотоавтотрофні платикристати, вкриті плазмалемою або клітинною оболонкою. Пластиди первинно симбіотичні, хлорофітного типу (хлоропласти). Продукт асиміляції-крохмаль, що відкладається у хлоропласті.

Підцарство Гриби - Fungi

Евкаріотичні первинно гетеротрофні платикристати, що живляться осмотрофно, розмножуються за допомогою спор. Вегетативне тіло та (або) спори мають клітинні покриви, до складу яких входить хітин.

23. Chytridiomycota - хітридіомікотові гриби.

Гриби, в яких вегетативне тіло представлене амебоїдом, ризоміцелієм або нерозгалуженим неклітинним міцелієм. Специфічна ознака - наявність монадних репродуктивних клітин. Ці клітини мають один задній гладенький батогоподібний джгутик.

24. Zygomycota - зигомікотові гриби.

Гриби, в яких вегетативне тіло представлене розгалуженим неклітинним або клітинним міцелієм. Вегетативні клітини гаплоїдні. Статевий процес - зигогамія. Статеве спороношення - спорангій зі спорангіоспорами. Монадні стадії повністю відсутні.

25. Ascomycota - аскомікотові гриби.

Гриби, в яких вегетативне тіло представлене розгалуженим клітинним міцелієм (зрідка - міцелієм, що брунькується). Вегетативні клітини гаплоїдні або дикаріонтичні, причому гаплоїдна стадія за тривалістю переважає. Статевий процес - гаметангіогамія. Статеве спороношення - аск з аскоспорами. Монадні стадії повністю відсутні.

26. Basidiomycota - базидіомікотові гриби.

Гриби, в яких вегетативне тіло представлене розгалуженим клітинним міцелієм. Вегетативні клітини гаплоїдні або дикаріонтичні, причому дикаріонтична стадія за тривалістю переважає. Статевий процес - соматогамія. Статеве спороношення - базидія з базидіоспорами. Монадні стадії повністю відсутні.

Розвиток комплексу пристосувань, пов'язаний із вдосконаленням певної стратегії живлення - фотоавтотрофної або гетеротрофної - обумовив існування у світі так званих "нижчих рослин" численних проявів конвергентної морфологічної та біохімічної схожості між організмами філогенетично віддалених груп. Це є однією з головних причин, що зумовили подальше подання матеріалу із збереженням традиційного поділу нижчих рослин на дві частини: водорості та гриби (включаючи грибоподібні організми). В межах кожної з цих частин збережено систематичний порядок викладення матеріалу.

Царство Еубактерії(Eubacteria)

Бактерії від слова "bacterion" - паличка. Це прості, найдрібніші, та найбільш поширені організми. Вони були єдиною формою життя на Землі на протязі 2 млрд. р.

Діаметр бактеріальної клітини = 1 мкм.,(інколи 0,1 мкм), довжина деяких з них досягає 10- 30 мкм. Зараз відомо біля 2500 видів бактерій.

Бактерії не мають відокремленого ядра - аналогом є нуклеоїд ДНК. Також в клітині бактерій відсутні мітохондрії, хлоропласти та особлива будова та склад мембранних структур і клітинних оболонок - такі клітини називаються прокаріотичними - доядерними. Клітини бактерій мають щільну оболонку, яку добре видно і при плазмолізі, целюлози і хітину в ній немає, але є речовина муреїн. У складі оболонки є аміноцукри і амінокислоти. Багато бактерій утворюють навколо клітини слизову капсулу (азотобактер, пневмокок). В протоплазмі старих бактерій є невеликі вакуолі. Запасні продукти: жир, глікоген, волютин - крохмалю немає. В протопласті міститься 40% нуклеопротеїдів - це більше ніж в клітинах будь - якого іншого організму, нуклеопротеїди бувають кулеподібної, еліпсовидної форми, їх нерідко приймають за ядро і називають нуклеоїдами, але у них немає оболонки і при поділі не формується веретено поділу. В нуклеоїдах зосереджена ДНК, поділ нуклеодів відбувається поперечно чи повздовжньо.

Бактерії відрізняються різноманітністю форм: паличкоподібні - бацили, сферичні - коки, спіральні - спірили, вібріони, спірохети. Сферичні внаслідок поділу утворюють диплококи, ланцюжки - стрептококи, грона - стафілококи.

Актиноміцети утворюють гіфи, які формують міцелій. Клітини мікоплазм не мають щільної оболонки - тому можуть мати самі дивовижні форми.

Першовідкривачем бактерій був Антоні Ван Левенгук (гол. ХVІІ ст.) який досяг збільшення в 160- 270 р. Світловий мікроскоп дає збільшення в 2000 разів, електронний в 200000- 500000. Під електронним мікроскопом були знайдені рибосоми, у деяких бактерій є носії пігментів, величиною 0,05 мкм., в них міститься бактеріохлорофіл та каротиноїди. Вони мають ламелярну будову, але не мають своєї мембрани. Біля зовнішньої мембрани бактеріальної клітини розміщуються базальні тільця джгутиків - завдяки їм багато клітин рухомі, клітина може їх скидати. Джгутик має гвинтоподібну будову, довжина 3- 12 мкм. Бактерії можуть мати різну форму джгутиків та різну їх кількість. Бактерій з одним джгутиком називають монотрихами, з двома - амфітрихами, з пучком на одному або двох кінцях клітини - лофотрихами, з багатьма джгутиками більш-менш розміщеними по поверхні - перитрихами. У коків джгутиків немає.

Розмноження відбувається простим поділом (20 - 30 хв.). Потомство бактерії за 5- 6 днів може заповнити всі водойми, через 10 днів по об'єму може дорівнювати масі планети Земля. Цього не відбувається внаслідок нестачі поживного середовища. При несприятливих умовах утворюються спори (ендоспори). У деяких бактерій відомий статевий процес розмноження.

Бактерії поширені скрізь: в найчистішій воді, в ґрунті, повітрі, в літосфері на глибині 4 км. (в нафтових свердловинах), в пустелях, на скелях. Можуть жити в гарячих джерелах з t0 + 800 С. Дуже добре переносять несприятливі умови висушування, сильний холод, t0 - 800 - 900 С, не втрачаючи життєздатності. А спори витримують навіть кип'ятіння.

Класифікація бактерій досить складне питання. Для створення класифікації бактерій залучають різні методи систематики: морфологічний, анатомічний, історичний застосовувати важко (скам'янілі рештки малочисельні і мало що дають), географічний також не може бути використаний, так як для бактерій характерний космополітизм. Бажаний і можливий метод - біохімічний. Для виявлення спорідненості бактерій використовують метод експериментальної мінливості.

В сучасних умовах притримуються системи бактерій розробленої мікробіологом Красильниковим в 1949 р. Він поділив всі бактерії на 4 класи:

Еубактерії. Істині бактерії. (Eubacteriae)

Актиноміцети (Actinomycetes)

Міксобактерії (Myxobacteriae)

Спірохети (Spirochaetae)

Клас Істинні бактерії - Eubacteriae - це організми з клітинами, що не галузяться і мають щільні клітинні стінки. Мають форму паличок, коків, тонких ниток і спіральну форму. Серед них є рухомі і нерухомі форми. Рухомі рухаються при допомозі джгутиків. Деякі з них формують ендогенні термостійкі спори. Розмножуються поділом. Деякі утворюють гонідії. Даний клас має 4 порядки:

Eubacteriales (еубактерії)

Chlamydobaсteriales (хламідобактерії)

Ferribaсteriales (залізобактерії)

Trichobaсteriales (сіркобактерії)

Клас Actinomycetes. Представники складаються з міцелієвидних, паличковидних і коковидних грампозитивних клітин. Мають міцелій, що галузиться. Є перехідні форми, що мають бокові вирости - рудименти гілок. Клас поділяється на 4 порядки:

Actinomycetales- актиноміцети, що не утворюють рухомих клітин.

Actinoplanales - актиноміцети з рухомими клітинами.

Mycobakteriales- мікобактерії (сапрофіти і паразити, до них відноситься збудник туберкульозу).

Coccales - коки.

Клас Myxobacteriae (міксобактерії).Представлений паличковидними і коковидними клітинами, які мають тонку оболонку, тому при русі можуть міняти свою форму. Джгутиків не мають. Рух здійснюють по типу ковзання. Можуть утворювати мікроцисти, а також особливі плодові тіла, які мають найрізноманітнішу форму. Клас містить один порядок: Myxobacteriales- міксобактерії.

Клас Spirochaetae - рухомі клітини спіральної форми. В них наявна еластична стінка. Рух здійснюється при допомозі осьової нитки. Входить один порядок Spirochaetales.

Тепер виділяють ще 2 класи.

І - Microtatobitae - мікротатобіти - облігатні внутрішньоклітинні паразити.

ІІ - Мікоплазми - сапрофітні і паразитичні форми, клітини яких позбавлені клітинної оболонки.

Неможливо переоцінити значення бактерій в біосфері, в кругообігу хімічних елементів.

Встановлено, що понад 90% СО 2 утворюється в біосфері в результаті діяльності бактерій та грибів.

Велика роль бактерій в мінералізації органічних речовин, відмерлих решток, продуктів життєдіяльності. Так білки розкладаються мікроорганізмами до пептидів, далі до амінокислот, амінокислоти розкладаються з виділенням іону амонію, амоній

окисляється до нітритів Nitrosomonas,нітрити до нітратів Nitrobakter. Цей процес називається нітрифікацією, іде виділення енергії, що використовується хемоавтотрофами. Інші бактерії перетворюють NО 3 >NО 2> NН 4+ .

Денітрифікація - перетворення NО 3 >N2 газоподібний, чи в оксид азоту (ІV) - що призводить до зменшення азоту в грунті. Зворотний процес називається фіксацією азоту, його здійснюють декілька видів бактерій, з них найвідоміша Rhizobum утворює бульбочки на корінцях бобових, бульбочки також утворюють деякі актиноміцети у дерев'янистих порід, наприклад, у вільхи.

Хемоавтотрофні бактерії, наприклад Thiobacillus окисляють S до сульфатів (SО 4) і тим самим роблять її доступнішою для рослин. Інші бактерії при розкладі білків сприяють виділенню Н 2S, далі сірководень сіркобактеріями перетворюється на сульфати легко доступні рослинам.

Для людини бактерії мають як позитивне так і негативне значення. Негативне значення полягає в тому, що бактерії викликають хвороби як людини так і тварин і рослин. Хвороби людини, такі як бактеріальна пневмонія, коклюш, дифтерія, скарлатина, туберкульоз передаються повітряно - крапельним шляхом; через їжу і воду передається черевний тиф, паратиф, дизентерія та інші кишкові інфекції. Внаслідок життєдіяльності багатьох цих бактерій утворюються отруйні речовини - токсини (збудник дифтерії), може призвести до загибелі. Дуже небезпечна хвороба правець.

Бактерії викликають гниття продуктів харчування, що може бути небезпечним для людини. Так Glostridium botulinum спричиняє хворобу ботулізм, що може призвести до смерті. Щоб запобігти цьому використовують різні методи:

Позитивна роль бактерій. Молочнокислі бактерії дають можливість мати молочнокислі продукти. Сприяють консервуванню продуктів, солінню, силосуванню. Оцтові бактерії використовують для виготовлення оцту з вина. Бактерії сприяють процесу травлення.

В промисловості бактерії використовують для отримання масляної, молочної та пропіонової кислоти, а також ацетону, бутилового спирту.

Відомо використання бактеріальних добрив, що сприяють збільшенню вмісту азоту, фосфору в грунті; їх вносять в грунт з посівним і посадочним матеріалом.

Відділ Синьозелені водорості - Cyanophyta

Синьозелені водорості (Cyanophyta), або ціанобактерії, об'єднують всі прокаріотичні фотоавтотрофні рослини і нараховують приблизно 2000 видів. Синьозелені водорості є однією з найдавніших груп на планеті. Вважають, що Cyanophyta виникли біля 3,5-3,8 млрд. років тому.

Біохімічні особливості. Синьозелені водорості забарвлені переважно у блакитно-зелений колір, в екстремальних умовах частіше мають забарвлення з різними відтінками червоного кольору. Зеленого відтінку клітинам надає хлорофіл "а". червоний або блакитний колір обумовлений наявністю значної кількості фікобілінових пігментів - фікоціаніну, алофікоціаніну (сині пігменти) та фікоеритрину (червоний пігмент). Каротиноїди представлені лише в-каротином, ксантофілами лютеїнового циклу (лютеїном та зеаксантином) та специфічними ксантофілами синьозелених водоростей - переважно осцилоксантином, міксоксантином, афаніцином та афанізофілом.

Майже у всіх Cyanophyta основним продуктом асиміляції є глікогеноподібний полісахарид - крохмаль синьозелених водоростей. Крім вуглеводів, більшість синьозелених водоростей запасає також ціанофіцин та волютин.

Цитологічні особливості. Клітини Cyanophyta мають типову прокаріотичну будову: вони позбавлені морфологічно оформленого ядра, мітохондрій, хлоропластів, ендоплазматичної сітки, комплексу Гольджі, лізосом. У Cyanophyta відсутні будь-які структури, побудовані з мікротрубочок - джгутики, їх базальні тіла, мікротубулярні елементи цитоскелета, центріолі, веретено поділу. Синьозелені водорості не здатні до мітозу, мейозу та типового для евкаріот статевого процесу.

Клітинні покриви у Cyanophyta - це двошарова клітинна оболонка. Внутрішній шар утворений пептидогліканом - муреїном. Зовнішній шар побудований переважно з пектинових речовин та мікрофібрил, до складу яких входять скоротливі білки. Останні обумовлюють здатність багатьох синьозелених водоростей до активного ковзаючого або обертального руху. Назовні від клітинної оболонки у більшості видів виділяються пектинові речовини, що утворюють колоніальний слиз або слизові піхви.

Справжнього ядра немає, а його функції виконує нуклеоїд. ДНК нуклеоїду не пов'язана з білками-гістонами, не має хромосомної організації, хоча і розглядається як аналог однієї хромосоми. Звичайно основна маса нуклеоїду зосереджується у центрі клітини, через що цю зону цитоплазми називають нуклеоплазмою або центроплазмою.

Фотосинтезуючий апарат представлений тилакоїдами, що є похідними інвагінацій плазмалеми. Тилакоїди розташовуються поодиноко, у переферичному шарі цитоплазми. В оптичний мікроскоп зона розташування тилакоїдів виглядає інтенсивно забарвленою, через що її називають хроматоплазмою. На поверхні тилакоїдів є особливі структури - фікобілісоми, що складаються з фікобілінових пігментів.

Включення представлені дрібними гранулами крохмалю синьозелених водоростей, великими ціанофіциновими та поліфосфатними гранулами. У деяких (переважно - планктонних) видів у цитоплазмі є газові вакуолі. При сприятливих умовах вони заповнюються газом і зменшують питому вагу клітини.

Фізіологічні особливості. Cyanophyta мають принаймні одну важливу фізіолого-біохімічну особливість, яку можна розглядати як фізіологічний атавізм: це здатність фіксувати атмосферний азот.

Будова талому. Синьозелені водорості бувають як одно-, так і багатоклітинними, поодинокими або в різноманітних колоніях, де індивіди найчастіше утримуються разом за допомогою колоніального слизу.

Обов'язковим елементом тіла багатоклітинних водоростей є трихом - сукупність фізіологічно пов'язаних клітин. Зв'язок відбувається за допомогою плазмодесм, що проходять через пори поперечних перегородок клітин. Зовні трихому можуть знаходитись структуровані слизові утвори - піхви. Трихом разом із піхвою називають ниткою. У видів, позбавлених піхв, трихом і нитка є синонімічними поняттями. Трихоми можуть бути нерозгалуженими та розгалуженими.

У синьозелених водоростей розрізняють три основні типи клітин: а) вегетативні клітини, що здійснюють фотосинтез та здатні до поділу; б) гетероцисти - спеціалізовані клітини, що виконують функцію фіксації атмосферного азоту в аеробних умовах; в) акінети - спочиваючі клітини, за допомогою яких водорості переносять несприятливі умови. Вегетативні клітини властиві всім Cyanophyta, гетероцисти та акінети - лише частині багатоклітинних представників. Трихоми, що складаютьсялише з вегетативних клітин, називають гомоцитними, а ті, які складаються з вегетативних клітин, гетероцист та акінет - гетероцитними.

Поділ клітин та розмноження. В основі процесів розмноження у всіх синьо-зелених водоростей лежить клітинний поділ. При клітинному поділі спочатку плазма лема, а за нею і муреїновий шар клітинної оболонки доцентрово вростають у протопласт, розділяючи клітину на дві (зрідка - більше) рівні або нерівні частини. Клітинний поділ у синьо-зелених водоростей може бути повним або неповним.

При повному поділі плазма лема та клітинна перегородка повністю відокремлюють дочірні клітини одна від одної. При цьому пори та плазмодесми не утворюються, і кожна дочірня клітини являє собою фізіологічно самостійний індивід. Повний поділ властивий одноклітинним Cyanophyta.

При неповному поділі поперечна перегородка не повністю розділяє дочірні клітини, і вони залишаються з'єднаними плазмодесмами, що проходять через пори в поперечній клітинній перегородці. Внаслідок такого поділу утворюються багатоклітинні ниткоподібні трихоми. Короткі рухливі фрагменти триномів, що складаються з 2-50 клітин, називають гормогоніями, нерухомі - гормоцитами. Гормогонії та гормоцити є спеціалізованими репродуктивними структурами багатоклітинних Cyanophyta.

Колоніальні одно- та багатоклітинні синьо-зелені водорості здатні розмножуватися також шляхом фрагментації колоній.

Система відділу Синьо-зелені водорості

Відділ включає лише 1 клас - Cyanophyceae, що за типом поділу клітин, типами триномів та їх здатністю до справжнього галуження поділяється на чотири порядки - Chroococcales, Oscillatoriales, Nostocales та Stigonematales.

Порядок Хроококальні - Chroococcales

Включає всі одноклітинні синьо-зелені водорості. Поділ клітин повний. Хроококальні водорості можуть бути представлені поодинокими клітинами або утворювати різноманітні колонії. Характерними представниками порядку є роди Microcystis, Merismopedia, Gloeocapsa.

Рід мікроцистис - Microcystis - мікроскопічна прісноводна водорість, що складається з великої кількості поодиноких клітин, розташованих у слизових колоніях неправильної форми. Кожна клітина має сферичну форму (за винятком клітин, що перебувають у стані поділу). Розмноження відбувається фрагментацією колоній та поділом клітин навпіл. Найвідомішим представником роду є Microcystis aeruginosa - мікроцистис синювато-зелений. M. аeruginosa є небезпечним збудником "цвітіння" води у стоячих та повільно текучих прісних водоймах.

Рід мерисмопедія - Merismopedia. Ця колоніальна водорість має клітини, що діляться почергово у двох площинах, причому площина кожного наступного поділу проходить перпендикулярно до площини попереднього. Клітини утримуються разом колоніальним слизом; як наслідок, колонії мають вигляд прямокутних одношарових платівок. Мерисмопедія мешкає у планктоні прісних водойм та приморських солоних озер.

Рід глеокапса - Gloeocapsa. Клітини глеокапси більш-менш сферичні, діляться у трьох взаємно перпендикулярних площинах, здатні до швидкого багаторазового поділу й утворюють характерні слизові колонії, що складаються із системи вкладених один в одного слизових міхурів.

Порядок Осциляторіальні - Oscillatoriales

Об'єднує багатоклітинні гомоцитні водорості, що мають нерозгалужені трихоми. Поділ клітин неповний і відбувається у площині, перпендикулярній до поздовжньої осі трихому. Розмноження здійснюється гормогоніями або гормоцитами. Типовим представником є рід Oscillatoria.

Рід осциляторія - Oscillatoria

Водорість мікроскопічна, має прямі або дещо викривлені чи злегка спіралевидні нерозгалужені довгі трихоми однакової ширини. Інколи трихоми знаходяться у слизових піхвах. Трихоми здатні до повільного обертального (осциляторного) руху, від якого походить назва роду. Кожний трихом складається з багатьох коротких циліндричних або дисковидних клітин, однакових за формою та функціями.

Розмноження здійснюється внаслідок розпаду трихомів на малоклітинні фрагменти - гормогонії та гормоцити.

Види роду мешкають у стоячих та повільнотекучих прісних континентальних водоймах, морях і ґрунтах. Деякі морські види здатні, викликати токсичні "цвітіння" води.

Порядок Ностокальні - Nostocales

Об'єднує багатоклітинні гетероцитні водорості з нерозгалуженими трихомами. Як і у Oscillatoriales, поділ клітин є неповним і відбувається у площині, перпендикулярній поздовжній осі трихому, а розмноження здійснюється гормогоніями або гормоцитами.

Ностокальні водорості поширені у морях, континентальних водоймах, у ґрунтах і, завдяки здатності до фіксації атмосферного азоту, в аеробних умовах відіграють важливу роль у планетарному кругообігу азоту. Деякі види ностокальних є небезпечними збудниками "цвітіння" води.

Примітивніші ностокальні водорості (наприклад, Gloeotrichia) мають асиметричні нитки, еволюційно розвинуті - симетричні (Aphanizomezon, Anabaena, Nostoc).

Рід глеотрихія - Gloeotrichia. Водорість утворює масивні слизові колонії, що складаються з нерозгалужених асиметричних ниток. При основі трихому знаходиться базальна гетероциста, за нею (у зрілих індивідів) - видовжена акінета, далі - вегетативні клітини. Останні біля гетероцисти широкі та короткі, при наближенні до верхівки звужуються та витягуються у довжину, і на самій верхівці закінчуються довгим безбарвним волоском. Gloeotrichia мешкає переважно у прісних стоячих водоймах.

Рід анабена - Anabaena. Це мікроскопічна багатоклітинна водорість, що має поодинокі прямі або різноманітне зігнуті симетричні нерозгалужені трихоми однакової ширини. Трихоми оточені м'якими, погано помітними слизовими піхвами, складаються з вегетативних клітин та розміщених між ними гетероцист і акінет. Вегетативні клітини темні від газових вакуолей. Гетероцисти товстостінні, безбарвні, з гомогенним вмістом. Розмноження здійснюється гормогоніями або гормоцитами.

Види роду Anabaena широко розповсюджені в планктоні прісних і солонуватих, стоячих або повільнотекучих водойм, нерідко розвиваються у ґрунтах та на їх поверхні. Деякі види роду влітку часто викликають токсичне "цвітіння" води.

Рід носток - Nostoc - здебільшого водорості з макроскопічними слизовими колоніями (розміри останніх у окремих видів можуть сягати кількох сантиметрів). Колонії за консистенцією м'які або тверді, за формою - різноманітні. У колоніальному слизу знаходяться викривлені, переплетені та досить часто згорнуті у щільну спіраль симетричні трихоми. Між вегетативними клітинами розміщуються гетеро цисти. Акінети за розміром та формою лише трохи, відрізняються від вегетативних клітин. Водорості розмножуються гормогоніями, акінетами, брунькуванням та фрагментацією колоній.

Представники роду досить широко розповсюджені в прісних водоймах і на ґрунті.

1 - нитки; 2 - перидерм; 3 - колоніальний слиз; 4 - гетероциста; 5 - вегетативні клітини

Порядок Стигонематальні - Stigonematales

Об'єднує гетероцитні водорості з розгалуженими трихомами. Клітини стигонематальних здатні до поділу в кількох площинах, внаслідок чого трихоми утворюють гілки, а іноді - навіть паренхіматозні структури, що нагадують справжні тканини. Мешкають стигонематальні переважно у тропічних та субтропічних регіонах.

Роль синьо-зелених водоростей в природі та житті людини.

Планктонні та бентосні синьо-зелені водорості відіграють велику роль в житті водних організмів, бо як автотрофи зумовлюють нагромадження первісної органічної речовини. Деякі синьо-зелені водорості мають здатність до азотофіксації - засвоєння азоту з повітря (30 видів: носток, анабена, глеокапса).

Наземні і грунтові синьо-зелені водорості є важливим фактором процесів грунтоутворення і біологічного вивітрювання гірських порід. Особливо ця роль синьо - зелених водоростей помітна на скельних породах, голих субстратах тундр, на примітивних грунтах аридної зони. Важливе значення мають прижиттєві виділення синьо-зелених водоростей, які є різноманітними за хімічною породою та фізіологічним значенням (є токсичні, є стимулятори росту).

Негативна роль - процес "цвітіння" води (спричинюють мікроцистис, мерисмопедія, осциляторія, анабена та інші) - масовий розвиток синьо-зелених водоростей, які внаслідок гниття дають токсичні виділення, як наслідок отруєння риб, тварин, людей.

Позитивне те, що синьо-зелені водорості беруть участь в утворенні сапропелю (гниючий мул на дні стоячих водойм) який використовується як добриво.

При вирощуванні рису вносять в грунт спеціально вирощені синьо-зелені водорості, прибавка врожаю 25%. Також синьо-зелені водорості сприяють утворенню лікувальних грязей.

Водорості (Algae)

Водорості у царстві рослин займають особливе положення як історично так і в кругообігу речовин. Очевидно, що наукова назва водорості повинна враховувати не тільки середовище їх існування, але й морфологічні та фізіологічні ознаки.

Будова клітин водоростей більш менш однакова і нагадує будову клітин вищих рослин. Представники справжніх водоростей відносяться до еукаріотичних організмів, клітина яких має ядро, мітохондрії, рибосоми, ендоплазматичний ретикулум, комплекс Гольджі та інші органоїди, характерні для клітин еукаріотів.

Зовні клітина вкрита оболонкою: у різних представників вона може бути пектинова, целюлозно-пектинова або целюлозна, часто оболонка буває мінералізована або ослизнена, у деяких представників містить хітин.

Цитоплазма, як правило, займає пристінне положення, має вакуолі та органоїди. Функцію фотосинтезу виконують хлоропласти (раніше їх називали хроматофорами) мають ламелярну будову, але різну форму: дископодібну, зірчасту, зернисту, пластинчасту, сітчасту. Форма хлоропластів, їх кількість та місце в клітині одна з найважливіших систематичних ознак. Пігменти різні, але завжди є хлорофіл, каротин, ксантофіл.

В клітинах водоростей є особливі включення - піреноїди - тільця білкового походження, навколо яких відкладаються поживні речовини. Запасні продукти: волютин, лейкозин, ламінарин, крохмаль.

Морфологічно у водоростей відсутній поділ тіла на органи, що характерно для нижчих рослин. Вегетативне тіло водоростей називають сланню або таломом. Талом буває досить різноманітним за будовою, формою та розмірами.

Для водоростей характерні різні типи зовнішньої будови (структури).

Монадна структура - клітини активно рухаються, мають джгутики, стигму та пульсуючі вакуолі.

Ризоподіальна (амебоїдна) структура - клітини мають тонку цитоплазматичну мембрану, форма тіла постійно змінюється. Джгутиків не мають, рух амебоїдний.

Пальмелоїдна (капсальна) структура - одноклітинні та колоніальні водорості, нерухомі, занурені в слизові капсули (піхви).

Кокоїдна структура - нерухомі клітини вкриті міцною оболонкою. Під час розмноження відновлюють монадну структуру.

Нитчаста (трихальна) структура - характерна для багатоклітинних водоростей, нитки прості або галузяться.

Різнонитчаста (гетеротрихальна) структура - нитки розташовані в різних площинах, мають різну будову та функціональне призначення.

Пластинчаста (тканинна) структура - утворюється з нитчастої внаслідок поділу клітин у двох різних площинах. Талом має вигляд паренхіматичних пластинок.

Сифональна або сифонова структура - одна багатоядерна клітина часто гігантських розмірів.

Сифонокладова структура - багатоядерні клітини з'єднані в багатоклітинні таломи.

За способом живлення більшість водоростей належить до облігатних фототрофних організмів Проте існують групи водоростей, що легко переходять на гетеротрофне або фотогетеротрофне (міксотрофне) живлення.

За значенням основний спосіб живлення для водоростей - фототрофний. Облігатні фотосинтетики представники зелених: роду Chlorococum, деякі види Chlamidomonas, деякі діатомові. Гетеротрофне живлення можливе завдяки тому що багато водоростей можуть засвоювати ті чи інші органічні речовини в залежності від їх хімічної природи. Так, для більшості хлорел джерелом вуглецю є глюкоза, деякі форми використовують фруктозу, також може використовуватись ацетат, піруват та інші органічні кислоти.

Ріст водоростей з гетеротрофним способом живлення здійснюється повільніше, ніж у водоростей з автотрофним способом живлення. Перехід від одного способу живлення до іншого пов'язаний з індукцією додаткових ферментних систем. Органічні речовини, які поглинаються водоростями окисляються до СО 2, потім використовуються для фотосинтезу. Іноді спостерігається пряме використання органічних речовин.

Крім використання органічних сполук в якості джерела вуглецю, водорості можуть переключатись з асиміляції неорганічного нітратного азоту на засвоєння органічних джерел азоту - сечовини, амідів, деяких амінокислот.

Різноманітні способи живлення водоростей розширюють їх ареал і дозволяють зайняти різноманітні екологічні ніші.

Водорості розмножуються вегетативним, нестатевим та статевим шляхом.

Вегетативно водорості розмножуються поділом клітин у одноклітинних, розпаданням колоній у колоніальних, частинами слані у багатоклітинних або шляхом утворення нових колоній всередині материнської колонії.