Однако, развиваясь в большом количестве, сине-зеленые водоросли могут приводить к «цветению воды», во время которого значительное количество организмов оседает на дно, усиливаются процессы гниения, резко уменьшается количество кислорода и повышается концентрация углекислого газа. Это приводит к летнему замору рыб. «Цветение» резко отражается на водоснабжении (забиваются фильтры, вода приобретает неприятный вкус и запах).
В сельском хозяйстве водоросли используются как органические удобрения (азотофиксирующие сине-зеленые водоросли, их массы собирают во время «цветения» водоемов). Сине-зеленые водоросли обусловливают образование гумуса, улучшают аэрацию почвы, влияют на ее структуру.
Водоросли являются сырьем для получения ценных органических веществ: спиртов, аммиака, лаков, органических кислот и т. п.; йода, каротина, биологически активных веществ. Используются в микробиологической промышленности, космических исследованиях. Морские водоросли используют в пищевой промышленности и при изготовлении различных лекарств.
В санитарной гидробиологии сине-зеленые водоросли используются как индикаторы, показывающие степень загрязнения воды органическими веществами. Водоросли применяют при очистке промышленных вод.
Рассмотрим отдельного представителя отдела сине-зеленых водорослей – анабену (Anabaena Cyanophyta).
Анабена - многоклеточная водоросль. Она живет на почве, и для фотосинтеза ей необходим солнечный свет. Сине-зеленые водоросли неприхотливы и не требуют каких-то особых условий для роста, но водород образуют только тогда, когда в окружающей среде нет кислорода. Поэтому, чтобы получить водород, их выращивают в аргоне. Водоросли при фотосинтезе вместе с водородом выделяют кислород, который мешает образованию водорода. К тому же такой процесс дорог. Поэтому производство водорода обычными сине-зелеными водорослями невыгодно.
Ученые считают, что этот штамм анабены можно использовать для получения водорода. Однако, по словам ученых, прежде необходимо изучить, как эта водоросль будет работать в природных условиях, и оценить эффективность, с которой она преобразует энергию света в энергию водорода.
9. Сравните жизненный цикл мохообразных и папоротникообразных растений, изобразите жизненные циклы в виде схемы.
Из гаплоидной споры вырастает первичный росток – протонема, которая развивается в протонему с почками – каулонему. Со временем из почки вырастает тоже гаплоидное листостебельное растение – гаметофор. Вначале оно молодое, недоразвитое, но вскоре набирает силы и приобретает привычный облик. Совокупность гаметофора, протонемы и каулонемы называется гаметофитом, или гаплоидным поколением мха. У гаметофора мхов есть одна примечательная особенность. Выражаясь образным языком, он имеет вечно живущую часть – точку роста, срок жизни которой не ограничен (даже зимой), и временно живущую часть, или «медленно разлагающийся труп», – все остальное листостебельное растение, срок жизни которого определен сезоном вегетации.
На гаметофоре со временем образуются гаметангии – антеридии (мужские половые органы) и архегонии (женские половые органы). Антеридии – это «мешочки на ножках» со стенкой из одного слоя клеток. Внутри антеридиев созревают антерозоиды – мужские половые клетки, способные к самостоятельному передвижению в водной среде. Антеридии вырастают в пазухах веточных листьев, которые отличаются по своему строению от стерильных, имеют красноватую окраску и называются антеридиальными. Совокупность антеридиев и покрывающих их листьев на веточке называют перигонием. Архегонии вырастают на стебле, как боковые веточки. Сверху они прикрыты перихециальными листьями .
Совокупность архегония и покрывающих его листьев называют перихецием. Архегонии устроены более сложно. По форме они напоминают колбочку. В нижней (широкой) части архегонии имеют двухслойную стенку. Эта его часть называется брюшком. Внутри брюшка находится несколько яйцеклеток. Узкая часть архегония – «горлышко колбочки» – имеет одноклеточную стенку. Эта часть называется шейкой. Антеридии и архегонии у видов сырых местообитаний образуются на гаметофоре ранней весной, сразу после схода снега, пока талая вода, необходимая для передвижения антерозоидов, не сошла. В шейке зрелого архегония образуется слизистый канал, по которому антерозоиды попадают в брюшко. В брюшке оплодотворяются сразу несколько яйцеклеток, но в рост идет только одна из них. Она дает начало спорофиту – спороносному поколению мха с диплоидным набором клеток. Спорофит состоит из коробочки (в зрелом состоянии – коричневого цвета) на ножке, накрытой сверху, как плащом, колпачком – остатками наружных стенок архегония. Коробочка на ножке без колпачка (который часто отсутствует) называется спорогоном .
Спорофит вырастает примерно через месяц–другой после оплодотворения. Внутри незрелой коробочки содержится спорогенная ткань, состоящая из гаплоидных клеток. Зрелым спорогон становится после мейотического деления клеток спорогенной ткани, в результате которого образуются гаплоидные споры.
У папоротникообразных, в отличие от мохообразных, в цикле развития преобладает спорофит – бесполое поколение. Спорофиты папоротникообразных – листостебельные растения, часто очень сложного расчленения. Они всегда имеют корни. Во внутреннем строении характерно наличие хорошо развитой проводящей системы (в виде стелы разнообразного строения – от примитивной протостелы до сложной, совершенной эустелы). Проводящие пучки состоят из ксилемы, представленной обычно трахеидами, у отдельных форм имеются сосуды – трахеи. Флоэма состоит из ситовидных трубок с ситовидными пластинками на продольных и поперечных стенках. У большинства представителей имеются перицикл и эндодерма, отграничивающая пучок от коры.
Гаметофит папоротникообразных развит значительно слабее спорофита. Он представлен талломом, или слоевищем, и называется заростком. Заросток имеет незначительные размеры (до нескольких сантиметров) и недолговечен, живет у большинства. папоротникообразных всего несколько недель. Обычно заросток пластинчатый, реже нитевидный, у некоторых плаунов он имеет радиально-симметричное строение. Как правило, заростки автотрофные, зеленые растения, но у ряда плаунов, ужовниковых папоротников заростки бесцветны и развиваются в земле, вступают в сожительство с грибом, питаясь гетеротрофно. У ископаемых папоротникообразных гаметофиты неизвестны.
На заростках развиваются половые органы – антеридии и архегонии. У менее организованных представителей они хорошо развиты, имеют типичное строение, развиваются на поверхности заростка, у большинства же несколько редуцированы, упрощены, нередко погружены брюшком в ткань заростка. Редукция половых органов особенно характерна для разноспоровых папоротникообразных, которые наряду с равноспоровыми имеются в разных классах Pteridophyta. У равноспоровых представителей заростки обоеполые. На них образуются антеридии и архегонии. У разноспоровых растений заростки раздельнополые: мужские заростки, на которых находятся антеридии, и женские заростки, несущие архегонии. У разноспоровых папоротникообразных гаметофиты сильно редуцированы и заростки нередко представлены всего несколькими клетками (например, мужские заростки водных папоротников, селягинеллы).
Заростки развиваются из спор, образующихся в спорангиях на спорофите. Спорангии образуются на листе (на нижней или верхней его стороне). У примитивных ископаемых форм спорангии не были связаны с листом и располагались на верхушках осей и их разветвлений. Листья, несущие спорангии, называются спорофиллами. У некоторых папоротников они резко отличаются от вегетативных листьев, называемых трофофиллами. При образовании спор происходит редукционное деление, развиваются гаплоидные споры. Заростки обитают в достаточно увлажненных (хотя бы временно) местах, так как оплодотворение возможно только при наличии капельно-жидкой воды. После оплодотворения сперматозоидом яйцеклетки образуется зигота, которая, делясь, постепенно формирует новый спорофит – зародыш. Первое время он связан с заростком и питается за его счет, внедряясь в ткань заростка особым органом зародыша – ножкой. Лишь постепенно; образовав корень, спорофит укрепляется в почве и переходит к самостоятельной жизни.
10. Охарактеризуйте семейство Капустные. Зарисуйте цветок и приведите его формулу. Приведите рисунки, отражающие разнообразие плодов у разных видов капустных. Запишите названия культурных, сорных и произрастающих в естественных растительных сообществах видов из этого семейства.
Капустные — семейство двудольных растений, включающее в себя однолетние и многолетние травы, изредка полукустарники или кустарники. Ранее семейство называлось Крестоцветные (Cruciferae).
Объём семейства — более трёх тысяч видов. Отличительной особенностью семейства является обилие двулетних монокарпичных трав.
Капуста является важнейшим для человека представителем этого семейства.
Листья у капустных простые, с очерёдным расположением, без прилистников.
Цветки актиноморфные, реже — зигоморфные, обоеполые, с двойным околоцветником, четырёхчленные, тычинок — шесть.
Формула цветка: + K4C4A2+4G(2)
Культурные: Репа (Brassicarapa), брюссельская капуста (Brássicaoleracea), кольраби(Brassicacaulorapa) , брокколи (Brassicaoleracea) , Рапс (Brassicanapusvar. napus) , Горчица черная (Brassicanigra) , Брюква(Brassicanapusrapifera) , Кергеленская капуста (Pringleaantiscorbutica), Каулантус вздутый (Caulanthusinflatus), Геококкус крошечный (Geococcuspusillus), Желтушник серый (ErysimumcanescensL. ) , катран абиссинский (Crambeabyssinica).
Сорные: пастушья сумка (Capsellabursa-pastoris) , ярутка полевая (Thlaspiarvense) , дескурайния (Descurainiasophiae) , резуховидка мелкая (Arabidopsisparvula)
Дикорастущие: сурепка обыкновенная (Barbareavulgaris), жеруха (Nasturtiumofficinale) , ложечница (Cochlearia) , индау (Eruca sativa).