Otázka: Systém a evoluce nižších rostlin
Předmět: Biologie
Přidal(a): Emma
Řadíme sem pouze řasy, což je skupina složena z morfologicky velmi různorodých organismů
Řasy
algelogie = věda, která se zabývá studiem řas a sinic
Obecná charakteristika
- řasy jsou eukaryotické, většinou autotrofní organismy
- v chloroplastech obsahují kromě chlorofyl A i B, C nebo D + další barviva → zelená barva překryta jinými barvivy (např. hnědé řasy)
- Žijí zpravidla ve vodním nebo vlhkém prostředí → pohlavní i nepohlavní rozmnožování je vázáno na vodu
- tělo tvořeno jednobuněčnou nebo mnohobuněčnou stélkou (thallus), (nerozlišujeme u nich kořen, stonek, list) – nedochází u nich k diferenciaci pletiv, absence cévních svazků
- jsou významnými producenty organické hmoty ve vodním prostředí, jsou součásti fytoplanktonu
- Význam:
- Produkce kyslíku a organických látek
- Potrava živočichů (součást fytoplanktonu) včetně člověka
- Využití jako paliva, výroba hnojiv
- Čištění odpadních vod
- Typy stélek (Thallus) uč. strana 62 obrázky a více typů:
| Pletivná | Heterotrichální | Trichální | Kokální | Monodoidní |
| – nejvyšší stupeň funkčního rozlišení (ruduchy, chaluhy) | – složitější funkční rozlišení- odvozená od trichální
– na povrchu buněčná stěna -mnohobuněčná, jednojaderná – rozlišení poléhavých a vzpřímených vláken
|
– mnohobuněčné; jednoduchá vlákna | – jednobuněčná; jednoduchá vlákna | – jednobuněčné; 2 bičíky, kapkovitý tvar (krásnoočko, zelenivky) |
Pletivná: rozdělují se na rhizoidy (příchytná vlákna – předchůdce kořene), kauloid (primitivní stonek) a fyloidy (výběžky s fotosyntetickou funkcí). Připomínají vegetativní orgány vyšších rostlin, od nich se však liší původem i vnitřní stavbou
Rozmnožování řas:
- Vegetativní rozmnožování
- Nejčastěji jako:
- dělení (jednobuněčné řasy)
- rozpad kolonií
- Fragmentace stélek (u mnohobuněčných) → rozdělení buněk, které regenerují v nové jedince.
- Nepohlavní rozmnožování
- Pouze za příznivých podmínek
- Sporofyt, diploidní organismus, na kterém se tvoří výtrusnice (sporangia). Ve výtrusnicích meiotickým dělením vznikají haploidní výtrusy (spory)
Sporofyt vzniká dělením zygoty. Vyrůstá na gametofytu a je na něm plně závislý (je jím vyživován)
- Výtrusy (spory) → nepohyblivé = aplanospory
→ pohyblivé = zoospora (má bičíky)
- Pohlavní rozmnožování
- v nepříznivých podmínkách, např. při nízké teplotě
- U řas převládá gametofyt, což je haploidní stélka, na které vznikají gametangia (pohlavní orgány), v nichž se tvoří při redukčním dělení haploidní pohlavní buňky → gamety (n) jejich splynutích vzniká diploidní zygota (2n)
- Pohlavní rozmnožování u řas může probíhat jako:
| Izogamie | Anizogamie | Oogamie |
| – spojení izogamet, tj. vzhledově i velikostně stejných gamet lišící se fyziologicky | – gamety odlišující se velikostí jsou anizogamety | – Splynutí samčí pohlavní buňky s oosférou je oogamie.- samičí gameta (vaječná buňka, oosféra) = větší a nepohyblivá buňka v gametangiu
– samčí gameta (spermatozoid) = malá pohyblivá buňka s bičíky |
Rodozměna (metageneze): Pouze u ruduch a zelených řas se sporofyt vyskytuje jako samostatná rostlina, a dochází ke střídání generací = rodozměna
Střídáním generací se myslí střídání nepohlavní a pohlavní generace (Sporofyt vzniká dělením zygoty a ze spor vyrůstají gametofyty) uč. Biologie pro gymnázia, str. 45
Oddělení: červené řasy (rhodophyta)
= ruduchy
- většinou mnohobuněčné rostliny
- vláknitá nebo pletivná stélka
- plastidy: chlorofyl a + d, karotenoidy (β – karoten), fykoerytrin (červené barvivo) a méně fytokyanu (modré barvivo) – rozpustné ve vodě. Podle poměru barviv mohou mít různou barvu: od modrozelené až po jasně červenou.
- nedošlo u nich k vytvoření bičíků
- Jejich zásobní látkou je ruduchový škrob. Buněčná stěna je tvořená pektiny, z menší části celulóza
- rozmnožování ruduch: dělením (jednobuněčné), rozpad stélky, pomocí výtrusů (nepohyblivé), pohlavně oogamicky
- obsahují pouze jedinou třídu
- Výskyt:
- nejvíce v teplých mořích – přisedlé na kamenech a skalách. Mohou růst i ve větších hloubkách, protože k fotosyntéze mohou využívat jen nepatrné množství světla
- málo v tekoucích sladkých vodách – u nás POTĚRKA ŽABÍ SÍMĚ – stélka větvená
- Využitý:
- K přípravě pokrmů
- Vyluhováním buněčných stěn ruduch rodu Gelidium horkou vodou se získává agar – používá se v potravinářství, při výrobě papíru, v mikrobiologických laboratořích k přípravě živných půd pro pěstování mikroorganismů
- Zdroj léčivých látek
- Zástupci: Puchradka kadeřavá – mořská, Potěrka žabí símě – sladké vody
Oddělení: hnědé řasy (chromophyta)
- barvivo: chlorofyl a, chlorofyl c, B-karaten, xantofyly – hnědý fukoxantin
Charakteristickou barvou je hnědá po žlutozelenou
- buňky s 1-2 bičíky
- Zahrnuje na první pohled nepodobné zástupce, mají však stejný počet plastidů, které jsou endoplasmatickým retikulem
- Zásobní látkou je polysacharid chrysolaminarin nebo laminarin a tuk
- Třída: Rozsivky
- jednobuněčná kokální stélka – žijí často v koloniích
- Jejich buňka je uzavřená do dvoudílné křemité schránky, jejíž dva díly připomínají víko a dno krabičky
- Rozmnožování: nepohlavním dělením
- Žijí ve všech typech vod, málo i v půdě. Mohou také růst na povrchu jiných rostlin
- Využití:
- indikátory biologické jakosti vody a stupně znečištění
- křemelina (diatomit) = hornina vzniklá ze schránek odumřelých rozsivek, které spadly na dno oceánu → výroba skla, filtrů, izolačních hmot (využívalo se to ve 2. sv. válce v koncentračních táborech – plynové komory)
- Třída Chaluhy
- nejpokročilejší skupina hnědých řas
- stélka, mnohobuněčná – trichální až pletivná (až 60 cm)
- tělo členěno:
- rhizoidy (náhražka kořene) – přichyceny k podkladu
- kauloid (náhražka stonku) – válcovitý či zploštělý
- fyloidy (náhražka lisu) – různě tvarované
- Ve stélkách hromadění jódu
- žijí v pobřežní zóně (hloubka 26-30 m), zvláště v chladnějších mořích
- Zástupci:
Bobulák, Chaluha, Hroznovice
Oddělení: zelené řasy (Chlorophyta)
- evolučně předchůdci vyšších rostlin
- barviva: chlorofyl a, chlorofyl b, B-karoten, xantofyly (nepřekrývají barvu chlorofylu)
- zásobní látka – škrob (z glukózy – fotosyntéza). Zrnka škrobu jsou u zelených řas uložena v chloroplastech nebo na povrchu pyrenoidů (bílkovinná tělíska), což jsou oválná nebo kulovitá bílkovinná tělíska, obsahující enzymy.
- buněčná stěna – celulóza
- 2-4 stejně dlouhé bičíky
- Mají všechny druhy stélek
- převažují sladkovodní druhy (10% v mořích, některé i na souši)
- Význam: modelové organismy pro studium fotosyntézy
- Rozmnožování: dělení stélky, pohyblivými zoosporami nebo pohlavně (izogamicky, anizogamicky nebo oogamicky)
- Třída: Zelenivky
- Žijí samostatně, v koloniích či cenobia
Kolonie je soubor buněk, držící pohromadě slizovými obaly a patřící k jedné či několika generacím.
Cenobia jsou složitější buněčné soubory, vždy pravidelně uspořádané a všechny buňky patří k jedné generaci
- Zástupci:
- Pláštěnka – jednobuněčná řasa v mělkých vodních nádržích, kalužích, půdě
- Zrněnka obecná – vzdušná řasa, tvoří zelený povlak na borce stromů
- Řetízovka – tvoří kolonie
- Váleč koulivý – tvoří kulovitá cenobia (obrázek Biologie pro gymnázia, str. 45)
- Kadeřnatka – tvoří vláknité kolonie
- Žabí vlas – u nás hojně
- “mořský salát” – ulva lactusa
– na skalnatém podkladu na mořských březích
– potravina
- Třída: Spájivky
- jednobuněčné i mnohobuněčné s nevětvenou vláknitou stélkou
- pohlavní rozmnožování = spájení (konjugace) ← (na dočasnou dobu se spojí), kdy splývají celé chloroplasty vegetativní buněk za vzniku tlustostěnné zygospory, nepohlavní (dělením nebo rozpadem stélky)
- velké chloroplasty
- nemají bičíky
- Šroubavka – šroubovitě stočené chloroplasty
- Dvojčatkovité řasy – souměrné buňky rozdělené zářezem na dvě stejné poloviny
V učebnici další dvě třídy
Oddělení: Krásnoočko (Euglenophyta)
- Jsou zelení bičíkovci
- Mají 1-2 bičíky – na předním konci buňky
- Chloroplasty: chlorofyl a, chlorofyl b, B-karoten, xantofyly – zelená barva je vždy dominantní
- Světločivná skvrna – drobná organela vnímající přítomnost či nepřítomnost slunečního záření (jakési velice primitivní oko). Díky tomuto stigmatu se mohou pohybovat ve směru přicházejícího slunečního záření = fototaxe (směrově orientování pohyb organismů vůči zdroji světla)
- stélky: monanoidní = bičíkatá
- na povrchu krásnooček je pelikula – pevná pružná blána
- Pulzující vakuola, na povrchu buňky → obal periplast = pevný plazmatický obal, zásobní látka → škrob, paramylon
- Využívají se autotrofně i mixotrofně
- Rozmnožování: dělení podélné
- Výskyt: žijí ve sladkých vodách, silně znečištěných – podílejí se na samočístících procesech. Součásti fytoplanktonu
- Uč. strana 33 obrázek
Sinice (Cyanobakterie)
- Autotrofní
- obsahují asimilační barviva – chlorofyl a, fykobiliny = jsou fotosyntetická barviva sloužící jako přenašeči světelné energie ke chlorofylu a (Fykocyanin – modrý, fykoerytrin – červený) a karotenoidy (Beta-karoten)
- mikroskopické, někdy však tvoří nápadné makroskopické povlaky, slizové kolonie apod.
- zbarvené modrozeleně, zeleně, hnědě nebo až dočerna
český název sinice pochází z termínu “siný” = modrý
- Zásobní látka → sinicový škrob
- evolučně nesmírně staré
- Výskyt: Patří k nejodolnějším živočichům → jsou schopné žít téměř ve všech biotopech na zeměkouli. V hojném počtu se nacházejí v planktonu, při přemnožení tvoří tzv. vodní květ → nahromadění planktonních sinic při hladině stojatých nebo pomalu tekoucích vod, ve kterých je dostatek dusíkatých a fosforečných živin. Sinice vyvolávají toxické látky, které mohou u lidí vyvolat alergii
- je popsáno několik tisíc druhů v zhruba 200 rodech
Stavba buňky
- pevná buněčná stěna, často slizová pochva
- DNA není oddělena od ostatní protoplasmy žádnou jadernou membránou
- tylakoidy – ploché váčky s fotosyntetickým aparátem
v membráně tylakoidu jsou obsaženy asimilační barviva – chlorofyl a, α- i β- karoten a xantofyly
- fykobilizómy – drobné útvary na povrchu tylakoidálního váčku, které obsahují specifická barviva – fykobiliny → plní funkci světlosběrné antény – její značná citlivost umožňuje fotosyntézu i při velmi nízké hladině osvětlení (hluboko pod hladinou vody, v půdě, uvnitř kamenů, v jeskyních atd.)
- sinice mají několik struktur, které jsou specifické právě jen pro ně:
- aerotopy
- Jedná se o válcovité struktury ve tvaru mnohostěnu
- Jejich stěna je složená z glykoproteinů a je propustná pro všechny plyny rozpuštěné ve vodě.
- Směs těchto plynů sinice nadlehčují a umožňují jim pohyb ve vodním sloupci
- Tyto organely jsou jedinou strukturou v živých buňkách, která je naplněna plynem
- Více světla, fotosyntéza → roste turgor (=vnitřní tlak), aerotopy se zmenšují → sinice klesá ke dnu → méně světla → turgor klesá, aerotopy se zvětšují → sinice stoupá k hladině
- Heterocyty
- Tlustostěnné buňky, vznikají z vegetativních buněk
- Za účasti nitrogenázy se v nich fixuje vzdušný dusík, vzniká amoniak, ten je vázaný jako glutamin a v této formě je transportován do sousedních buněk.
- akinety (arthspory, trvalé spory)
- vznikají obvykle na konci vegetačního období populace
- tlustá buněčná stěna, hutný obsah a bohatá zásoba živin
- význam pro přežití v nepříznivých podmínkách
Morfologie
– stélka je kulovitá (kokální), vláknitá nebo větvená
Vláknité typy mohou být:
- nevětvené
- nepravě větvené – volné spojení vláken, najčastěji pomocí slizových pochev, ne fyziologicky → dojem větvení
- pravě větvené – vzniká oddělováním buněk k rovině kolmé na půdovní rovinu dělení
- všechny typy vláken můžou být buď s, nebo bez slizové pochvy – trichomů – filament
Rozmnožování
- Nepohlavní
- jednobuněčné sinice se obvykle rozmnožují dělením buněk a fragmentací kolonií
- pro vláknité sinice je charakteristické rozmnožování pomocí hormogoníí (pohyblivá vlákna buněk spojených slizem)
Ekologie
- žijí téměř všude – ve sladkovodním i mořském planktonu, v nárostech,
v půdě, na smáčených stěnách (aerofytické) - typické je pro ně obsazování všech extrémních biotopů
- planktonní druhy – tvorba „vodního květu“ – nashromáždění velké biomasy sinic na vodní hladině – tvorba toxických metabolitů – Aphanizomenon, Microcystis, Planktothrix
rozvoj vodního květu souvisí se stupněm eutrofizace vody (proces obohacování vod o živiny, zejména dusík a fosfor)
- často v různých symbiózách:
- s houbou → lišejník = fykobiont
- s kapradinami (Azolla), nahosemennými rostlinami atd.
- Arthrospira maxima
- složka potravy – chybný komerční název Spirulina
- je bohatá na rostlinné bílkoviny, β-karoten, železo, vitamín B12 a vzácnou esenciální mastnou kyselinu GLA
- pomáhá regenerovat organismus a kontrolovat tělesnou váhu
Řád: Chroococcales
- jednobuněčné sinice s kokální stélkou žijící jednotlivě nebo v koloniích, obklopených homogenním nebo vrstevnatým slizem
- Microcystis – běžný planktonní druh
- Merismopedia – ploché tabulkovité kolonie, mnohdy ve slizu, jako planktonní
- Chroococcus – jednotlivé buňky nebo 4-8 buněčné kolonie
Řád: Nostocales
- sinice s jednořadým vláknem a nepravým větvením
- vlákna jsou ve slizových, často vrstevnatých a hnědě zbarvených pochvách
- vlákna mohou žít jednotlivě (Anabaena) nebo v koloniích (Nostoc)
- ve vláknech heterocyty (fixují N2), akinety
- rozmnožují se úlomky vláken a hormogoniemi
- řád Nostocales se rozděluje do 4 čeledí, které obsahují celkem 34 rodů
- Anabaena – planktonní druh, vytváří řetízkovité kolonie
- Nostoc – běžný druh na dně kaluží
Řád: Stigonematales
- vláknité sinice s jednou nebo více řadami buněk, pravým větvením
- ve vláknech se vyskytují heterocyty, sporadicky akinety
- vlákna jsou obvykle obalena hojným, často vrstevnatým slizem
- zpravidla jde o nárostové druhy
- u nás nejsou příliš rozšířené – tropické oblasti
- Hapalosiphon – často v zarostlých rašelinných tůňkách a jezírcích
- Stigonema – vyskytuje se v našich horských oblastech
Další podobné materiály na webu:
