1. Quelle est la structure d'une cellule végétale ?
2. Que sont les plastes ?
3. Quels plastes connaissez-vous ?
4. Que sont les pigments ?
5. Qu'est-ce qu'un tissu végétal ?

Les algues sont les plantes les plus anciennes de la Terre. Ils vivent principalement dans l'eau, mais il existe des espèces qui vivent sur un sol humide, l'écorce des arbres et d'autres endroits très humides.

Les algues comprennent les plantes unicellulaires et multicellulaires. Les algues appartiennent aux plantes inférieures, elles n'ont ni racines, ni tiges, ni feuilles. Les algues se reproduisent de manière asexuée (par simple division cellulaire ou spores) et sexuée.

Malgré la structure relativement simple, différents groupes d'algues ont leurs propres caractéristiques et proviennent d'ancêtres différents.

Les algues vertes vivent dans l'eau salée et douce, sur terre, à la surface des arbres, des pierres ou des bâtiments, dans des endroits humides et ombragés. Les espèces vivant hors de l'eau dorment pendant la sécheresse. Protozoaires les algues vertes- unicellulaire (Fig. 58).

Riz. 58. Algues unicellulaires

Vous avez visiblement observé la "floraison" de l'eau dans les flaques et bassins en été, et dans les aquariums sous un éclairage fort. L'eau "Blossoming" a une teinte émeraude. Si vous prélevez une partie de cette eau, elle se révélera transparente, mais contenant de petites « particules » en suspension. Dans une goutte de cette eau au microscope, de nombreuses algues vertes unicellulaires différentes sont clairement visibles, ce qui lui donne une teinte émeraude.

Lors de la "floraison" de petites flaques ou réservoirs dans l'eau, on trouve le plus souvent l'algue unicellulaire Chlamydomonas (traduit du grec - "l'organisme le plus simple recouvert de vêtements" - une coquille). Chlamydomonas est une algue verte unicellulaire en forme de poire. Il se déplace dans l'eau à l'aide de deux flagelles situés à l'extrémité antérieure et plus étroite de la cellule (Fig. 59).

Riz. 59. Chlamydomonas et chlorella

À l'extérieur, le chlamydomonas est recouvert d'une membrane transparente sous laquelle se trouvent un cytoplasme avec un noyau, un "œil" rouge (un corps rouge sensible à la lumière), une grande vacuole remplie de sève cellulaire et deux petites vacuoles pulsantes. La chlorophylle et d'autres pigments dans les chlamydomonas sont situés dans un grand plaste en forme de coupe, qui, chez les algues, est appelé chromatophore (traduit du grec - "porteur de lumière"). La chlorophylle contenue dans le chromatophore donne la couleur verte à l'ensemble de la cellule.

Une autre algue verte unicellulaire - la chlorella - est largement répandue dans les plans d'eau douce et sur les sols humides (voir Fig. 59). Ses petites cellules sphériques ne sont visibles qu'au microscope. À l'extérieur, la cellule de chlorella est recouverte d'une membrane sous laquelle se trouve un cytoplasme avec un noyau et dans le cytoplasme - un chromatophore vert.

La structure des algues vertes unicellulaires

1. Déposer une goutte d'eau "floraison" sur une lame de microscope, recouvrir d'une lamelle.
2. Examiner les algues unicellulaires à faible grossissement. Recherchez Chlamydomonas (un corps en forme de poire avec une extrémité avant pointue) ou chlorella (un corps sphérique).
3. Tirez une partie de l'eau sous la lamelle avec une bande de papier filtre et examinez la cellule d'algues à fort grossissement.
4. Trouvez la coquille, le cytoplasme, le noyau, le chromatophore dans la cellule d'algue. Faites attention à la forme et à la couleur du chromatophore.
5. Dessinez une cellule et étiquetez les noms de ses parties. Vérifiez l'exactitude du dessin selon les dessins du manuel.

Vous avez probablement fait attention aux plaques vertes dans la partie inférieure des arbres, sur les clôtures, etc. Elles sont formées par diverses algues vertes unicellulaires qui se sont adaptées à la vie terrestre (Fig. 60). Au microscope, des cellules individuelles ou des groupes de cellules d'algues vertes sont visibles. La seule source d'humidité pour ces algues est la précipitation (pluie et rosée). En cas de manque d'eau ou basses températures Les pleurocoques et autres algues terrestres peuvent passer une partie de leur vie en dormance.

Riz. 60. Algues vertes sur un tronc d'arbre

Chez les représentants multicellulaires des algues vertes, le corps (thalle) a la forme de filaments ou de formations plates en forme de feuille. Dans les eaux courantes, vous pouvez souvent voir des grappes vert vif de fils soyeux attachés aux roches et aux chicots sous-marins. Il s'agit d'une algue verte multicellulaire filamenteuse ulotrix (Fig. 61). Ses fils sont constitués d'un certain nombre de cellules courtes. Dans le cytoplasme de chacun d'eux, il y a un noyau et un chromatophore sous la forme d'un anneau ouvert. Les cellules se divisent et le fil grossit.

Riz. 61. Algues vertes multicellulaires

Dans les eaux stagnantes et à écoulement lent, des masses vertes brillantes et glissantes flottent ou se déposent souvent au fond. Ils ressemblent à du coton et sont formés par des grappes d'algues filamenteuses spirogyra (voir Fig. 61). Les cellules cylindriques allongées de spirogyra sont recouvertes de mucus. À l'intérieur des cellules - chromatophores sous forme de rubans torsadés en spirale.

Les algues vertes multicellulaires vivent également dans les eaux des mers et des océans. Un exemple de telles algues est l'ulve, ou laitue de mer, d'environ 30 cm de long et seulement deux cellules d'épaisseur (voir Fig. 61).

La structure la plus complexe de ce groupe de plantes comprend des charophytes vivant dans des réservoirs d'eau douce. Ces nombreuses algues vertes ressemblent à des prêles en apparence. L'algue chara nitella, ou lustre flexible, est souvent cultivée en aquarium (voir Fig. 61).

Les characées ont des formations qui ressemblent aux racines, aux tiges et aux feuilles par leur forme et leur fonction, mais par leur structure, elles n'ont rien de commun avec ces organes des plantes supérieures. Par exemple, ils sont attachés au sol à l'aide de cellules filamenteuses ramifiées incolores, appelées rhizoïdes (des mots grecs "riza" - racine et "eidos" - vue).

Les algues brunes sont principalement des plantes marines. Général signe extérieur ces algues - couleur brun jaunâtre des thalles.

Les algues brunes sont des plantes multicellulaires. Leur longueur va du microscopique au gigantesque (plusieurs dizaines de mètres). Le thalle de ces algues peut être filamenteux, sphérique, lamellaire, touffu. Parfois, ils contiennent des bulles d'air qui maintiennent la plante debout dans l'eau. Au sol algues brunes attachés par des rhizoïdes ou une base envahie en forme de disque du thalle.

Certaines algues brunes développent des groupes de cellules que l'on peut appeler des tissus.

Dans nos mers d'Extrême-Orient et les mers de l'océan Arctique, une grande algue brune, varech ou algue, pousse (Fig. 62). Dans la bande côtière de la mer Noire, on trouve souvent l'algue brune cystoseira (voir Fig. 62).

Riz. 62. Algues brunes

Les algues rouges, ou violettes, sont principalement des plantes marines multicellulaires (Fig. 63). Seules quelques espèces de cramoisi se trouvent en eau douce. Très peu d'algues rouges sont unicellulaires.

Riz. 63. Algues rouges

Les tailles de cramoisi varient généralement de quelques centimètres à un mètre de longueur. Mais parmi eux, il y a aussi des formes microscopiques. Les cellules des algues rouges, en plus de la chlorophylle, contiennent des pigments rouges et bleus. Selon leur combinaison, la couleur du cramoisi varie du rouge vif au vert bleuâtre et au jaune.

Extérieurement, les algues rouges sont très diverses : filamenteuses, cylindriques, lamellaires et coralliennes, disséquées et ramifiées à des degrés divers. Souvent, ils sont très beaux et fantaisistes.

Dans la mer, les algues rouges se trouvent partout dans une variété de conditions. Ils s'attachent généralement aux rochers, aux rochers, aux structures artificielles et parfois à d'autres algues. Étant donné que les pigments rouges sont capables de capturer même une très petite quantité de lumière, les violets peuvent pousser à des profondeurs considérables. Ils peuvent être trouvés même à une profondeur de 100 à 200 m.Phyllophora, porphyre, etc. sont répandus dans les mers de notre pays.

La valeur des algues dans la nature et la vie humaine. Les algues se nourrissent de poissons et d'autres animaux aquatiques. Les algues absorbent le dioxyde de carbone de l'eau et, comme tous plantes vertes Ils dégagent de l'oxygène, qui est respiré par les organismes vivants qui vivent dans l'eau. Les algues produisent une énorme quantité d'oxygène, qui est non seulement dissous dans l'eau, mais également libéré dans l'atmosphère.

L'homme utilise les algues dans l'industrie chimique (Fig. 64). L'iode, les sels de potassium, la cellulose, l'alcool, l'acide acétique et d'autres produits en sont extraits. Les algues sont utilisées comme engrais et utilisées pour l'alimentation du bétail. De certains types d'algues rouges, la substance gélatineuse agar-agar est extraite, ce qui est nécessaire dans les industries de la confiserie, de la boulangerie, du papier et du textile. Les micro-organismes sont cultivés sur de l'agar-agar pour être utilisés dans la recherche en laboratoire.

Riz. 64. Importance et utilisation des algues

Dans de nombreux pays, les algues sont utilisées pour préparer une variété de plats. Ils sont très utiles, car ils contiennent beaucoup de glucides, de vitamines et sont riches en iode.

Laminaria (algue), Ulva (laitue de mer), porphyre, etc. sont souvent consommés.

Chlamydomonas, chlorella et autres algues vertes unicellulaires sont utilisées dans le traitement biologique des eaux usées.

Une croissance excessive d'algues, par exemple dans les canaux d'irrigation ou les étangs à poissons, peut être nocive. Par conséquent, les canaux et les réservoirs doivent être périodiquement débarrassés de ces plantes.

La présence d'algues est une condition nécessaire à la vie normale des plans d'eau. Si des eaux usées, des déchets chimiques, de la ferraille, du bois pourri et d'autres matériaux y sont déversés, cela entraîne inévitablement la mort d'algues, d'autres plantes et animaux, l'apparition de réservoirs morts et infectés.

Nouveaux concepts

Algue. Chromatophore. Rhizoïdes. Chlamydomonas. Chlorelle. Varech

Des questions

1. Pourquoi les algues sont-elles classées parmi les plantes inférieures ?
2. Où vivent les algues vertes unicellulaires ?
3. Quelle est la structure des chlamydomonas ?
4. Où vivent-elles et quelle est la structure des algues vertes multicellulaires ?
5. Où vivent les algues brunes et quelle est leur structure ?
6. Où vivent-elles et quelle est la structure des algues rouges ?
7. Qu'est-ce qu'un thalle ?
8. Qu'est-ce qu'un chromatophore ?
9. Que sont les rhizoïdes ? Pourquoi ne peuvent-elles pas être appelées racines?
10. Quelle est l'importance des algues dans la nature ?
11. Comment une personne utilise-t-elle les algues?

Pense

Pourquoi même les grandes algues multicellulaires n'ont-elles pas de système vasculaire ?

Quêtes pour les curieux

Retirez soigneusement la plaque verte de l'écorce de plusieurs arbres. Préparez des lames et examinez-les au microscope. Considérez les cellules d'algues qui forment un revêtement vert. Essayez d'établir s'il est formé par un ou plusieurs types d'algues.

Sais-tu cela...

• Dans de nombreuses régions du monde, la soi-disant "neige rouge" est observée. Dans notre pays, ce phénomène se produit dans le Caucase, le nord de l'Oural, dans certaines régions de la Sibérie et de l'Arctique. La couleur inhabituelle de la neige est causée par les soi-disant chlamydomonas des neiges. Ses cellules contiennent du pigment rouge. Lorsque les couches supérieures de la neige fondent, les cellules de cette algue commencent à se multiplier très rapidement, colorant la neige de toutes les nuances de rouge : du rose pâle au rouge sang en passant par le pourpre foncé. Parfois, la zone couverte de "neige rouge" atteint plusieurs kilomètres carrés.
• L'algue brune géante du Pacifique pousse de 45 cm par jour et atteint une longueur de 60 m.
• Dans la région des Bahamas, des algues rouges ont été trouvées à une profondeur de 269 m, malgré le fait qu'à une telle profondeur, l'eau absorbe 99,9995% de la lumière du soleil.

Le monde sous-marin a toujours attiré les gens par sa luminosité, sa beauté sans précédent, sa diversité et ses mystères inexplorés. Des animaux étonnants, des plantes étonnantes de différentes tailles - tous ces organismes inhabituels ne laissent personne indifférent. En dehors de visible à l'oeil grands représentants de la flore, il y a aussi les plus petits, visibles uniquement au microscope, mais ils ne perdent pas leur importance et leur signification dans la biomasse totale de l'océan. Ce sont des algues unicellulaires. Si nous prenons la production totale produite par les plantes sous-marines, alors la plupart d'entre elles sont produites par ces créatures minuscules et étonnantes.

Algues : caractéristiques générales

En général, les algues sont un sous-règne des plantes inférieures. Ils appartiennent à ce groupe pour la raison que leur corps n'est pas différencié en organes, mais est représenté par un thalle ou thalle continu (parfois disséqué). Au lieu d'un système racinaire, ils ont des dispositifs de fixation au substrat sous forme de rhizoïdes.

Ce groupe d'organismes est très nombreux, diversifié par sa forme et sa structure, son mode de vie et ses habitats. Les divisions suivantes de cette famille sont distinguées:

• rouge;
• brun;
• vert;
• d'or;
• diatomées;
• cryptophyte;
• vert jaunâtre;
• euglène;
• dinophytes.

Chacun de ces départements peut comprendre des algues unicellulaires et des représentants à thalle multicellulaire. On trouve également les formes d'organismes suivantes :

• colonial;
• filamenteux;
• flottant librement ;
• attaché et autres.

Étudions plus en détail la structure, l'activité vitale et la reproduction de représentants d'organismes précisément unicellulaires appartenant à différentes classes d'algues. Évaluons leur rôle dans la nature et la vie humaine.

Caractéristiques de la structure des algues unicellulaires

Quelles sont les spécificités qui permettent à ces minuscules organismes d'exister ? Premièrement, bien qu'ils n'aient qu'une seule cellule, celle-ci remplit toutes les fonctions vitales de tout l'organisme :

• croissance;
• développement;
• aliments;
• haleine;
• la reproduction;
• Circulation;
• sélection.

De plus, ces organismes unicellulaires ont la fonction d'irritabilité.

Dans leur structure interne, les algues unicellulaires n'ont aucune caractéristique susceptible de surprendre un chercheur intéressé. Toutes les mêmes structures et organites que dans les cellules d'organismes plus développés. La membrane cellulaire a la capacité d'absorber l'humidité environnante, de sorte que le corps peut être immergé sous l'eau. Cela permet aux algues de s'installer plus largement non seulement dans les mers, les océans et d'autres plans d'eau, mais aussi sur terre.

Tous les représentants ont un noyau avec du matériel génétique, à l'exception des algues bleu-vert, qui sont des organismes procaryotes. En outre, la cellule contient des organites obligatoires standard :

• mitochondries;
• cytoplasme;
• réticulum endoplasmique;
• appareil de Golgi ;
• les lysosomes ;
• les ribosomes ;
• centre cellulaire.

Une caractéristique peut être appelée la présence de plastes contenant l'un ou l'autre pigment (chlorophylle, xanthophylle, phycoérythrine et autres). Il est également intéressant de noter que les algues unicellulaires peuvent se déplacer librement dans la colonne d'eau à l'aide d'un ou plusieurs flagelles. Cependant, pas tous les types. Il existe également des formulaires attachés au substrat.

Répartition et habitats

En raison de leur petite taille et de certaines caractéristiques structurelles, les algues unicellulaires ont réussi à se répandre dans le monde entier. Ils habitent :

• plans d'eau douce;
• mers et océans;
• les marais;
• surfaces de rochers, d'arbres, de pierres;
• plaines polaires couvertes de neige et de glace ;
• aquariums.

Partout où vous pouvez les rencontrer! Ainsi, les algues nostococciques unicellulaires, exemples de bleu-vert ou de cyanobactéries, sont des habitants du pergélisol de l'Antarctique. Ayant différents pigments dans leur composition, ces organismes ornent le paysage blanc comme neige d'une manière étonnante. Ils peignent la neige dans des tons roses, lilas, verts, violets et bleus, ce qui, bien sûr, est très beau.

Algues vertes unicellulaires, dont des exemples: chlorella, trentepolia, chlorococcus, pleurococcus - vivent à la surface des arbres, recouvrant leur écorce d'une floraison verte. Ils font que la surface des pierres, la couche supérieure de l'eau, les parcelles de terrain, les falaises abruptes et d'autres endroits acquièrent la même couleur. Elles appartiennent au groupe des algues terrestres ou aériennes.

En général, des représentants d'algues unicellulaires nous entourent partout, il est simplement possible de les remarquer uniquement à l'aide d'un microscope. Les bactéries rouges, vertes et aussi les cyanobactéries vivent dans l'eau, l'air, les surfaces des produits, la terre, les plantes et les animaux.

Reproduction et mode de vie

Le mode de vie d'une algue particulière doit être discuté dans chaque cas. Quelqu'un préfère nager librement dans la colonne d'eau, formant du phytobenthos. D'autres espèces sont placées à l'intérieur des organismes des animaux, entrant dans une relation symbiotique avec eux. D'autres encore se fixent simplement au substrat et forment des colonies et des filaments.

Mais la reproduction des algues unicellulaires est un processus similaire à tous les représentants. C'est la division végétative habituelle en deux, la mitose. Le processus sexuel est extrêmement rare et seulement lorsque des conditions d'existence défavorables se produisent.

La reproduction asexuée est réduite aux étapes suivantes.

1. Préparatoire. La cellule grandit et se développe, accumule des nutriments.
2. Les organites du mouvement (flagelles) sont réduits.
3. Ensuite, le processus de réplication de l'ADN commence et la formation simultanée d'une constriction transversale.
4. Les centromères étirent le matériel génétique le long de différents pôles.
5. L'étranglement se ferme et la cellule est divisée en deux.
6. La cytokinèse se produit simultanément avec tous ces processus.

Le résultat est de nouvelles cellules filles identiques au parent. Ils complètent les parties manquantes du corps et commencent une vie, une croissance et un développement indépendants. Ainsi, le cycle de vie d'un individu unicellulaire commence avec la division et se termine avec elle.

Caractéristiques de la structure des algues unicellulaires vertes

La caractéristique principale est riche couleur verte, qui a une cellule. Elle s'explique par le fait que le pigment chlorophylle prédomine dans la composition des plastes. C'est pourquoi ces organismes sont capables de produire eux-mêmes de la matière organique. Cela les rapproche à bien des égards des représentants terrestres supérieurs de la flore.

De plus, les caractéristiques structurelles des algues vertes unicellulaires se présentent comme suit.

1. Le nutriment de réserve est l'amidon.
2. Un organoïde tel qu'un chloroplaste est entouré d'une double membrane, que l'on trouve dans les plantes supérieures.
3. Pour le mouvement, on utilise des flagelles, recouverts de poils ou d'écailles. Ils peuvent aller de un à 6-8.

De toute évidence, la structure des algues vertes unicellulaires les rend spéciales et les rapproche des représentants hautement organisés des espèces terrestres.

Qui appartient à ce département ? Les représentants les plus célèbres :

• chlamydomonas;
• volvox;
• chlorella;
• pleurocoque;
• vert euglène;
• acrosiphonie et autres.

Examinons de plus près certains de ces organismes.

Chlamydomonas

Ce représentant appartient à un département tel que les algues unicellulaires vertes. Chlamydomonas est un organisme principalement d'eau douce avec certaines caractéristiques structurelles. Elle se caractérise par une phototaxie positive (mouvement vers la source lumineuse), due à la présence d'un œil sensible à la lumière à l'extrémité antérieure de la cellule.

Le rôle biologique des chlamydomonas est qu'il s'agit d'un producteur d'oxygène dans le processus de photosynthèse, une source précieuse d'alimentation pour le bétail. Aussi, c'est cette algue qui provoque le « bloom » des réservoirs. Ses cellules sont facilement cultivées dans des conditions artificielles, c'est pourquoi les généticiens ont choisi la chlamydomonas comme objet de recherche et d'expérimentation en laboratoire.

Chlorelle

L'algue unicellulaire Chlorella appartient également à la division verte. Sa principale différence avec tous les autres est qu'il ne vit que dans et sa cellule est dépourvue de flagelles. La capacité de photosynthèse permet l'utilisation de la chlorella comme source d'oxygène dans l'espace (sur les navires, les fusées).

A l'intérieur de la cellule se trouve complexe unique et des vitamines, grâce auxquelles cette algue est très appréciée comme base alimentaire pour le bétail. Même pour une personne, en manger serait très bénéfique, car 50% des protéines de sa composition sont supérieures en valeur énergétique beaucoup de céréales. Cependant, il n'a toujours pas pris racine comme nourriture pour les gens.

Mais la chlorella est utilisée avec succès pour le traitement biologique de l'eau. Vous pouvez observer cet organisme dans un plat en verre avec de l'eau stagnante. Un enduit vert glissant se forme sur les parois. C'est la chlorelle.

Euglène vert

Une algue unicellulaire appartient au département d'Euglena. La forme inhabituelle et allongée du corps avec une extrémité pointue le rend différent des autres. Il a également un œil sensible à la lumière et un flagelle pour un mouvement actif. Un fait intéressant est qu'Euglena est un mixotrophe. Il peut se nourrir de manière hétérogène, mais dans la plupart des cas, il réalise le processus de photosynthèse.

Pendant longtemps, il y a eu des disputes sur l'appartenance de cet organisme à n'importe quel royaume. Selon certains signes, il s'agit d'un animal, selon d'autres - une plante. Il vit dans des plans d'eau pollués par des résidus organiques.

Pleurocoque

Ce sont des organismes verts arrondis qui vivent sur les rochers, la terre, les pierres, les arbres. Ils forment un revêtement bleu-vert sur les surfaces. Elles appartiennent à la famille des algues chaetophores du département vert.

C'est par le pleurocoque que l'on peut naviguer dans la forêt, puisqu'il ne s'installe que du côté nord des arbres.

diatomées

Une algue unicellulaire est une diatomée et toutes ses espèces qui l'accompagnent. Ensemble, ils forment des diatomées, qui diffèrent par une caractéristique intéressante. D'en haut, leur cage est recouverte d'une belle coquille à motifs, sur laquelle un motif naturel de sels de silicium et de son oxyde est appliqué. Parfois, ces motifs sont si incroyables qu'ils ressemblent à une sorte de structure architecturale ou à un dessin complexe d'un artiste.

Au fil du temps, les représentants morts des diatomées forment de précieux gisements de roches utilisées par les humains. Les xanthophylles prédominent dans la composition de la cellule, la couleur de ces algues est donc dorée. Ils constituent un aliment précieux pour les animaux marins, car ils constituent une partie importante du plancton.

algue rouge

Ce sont des espèces dont la couleur varie du rouge clair à l'orange et au marron. La composition de la cellule est dominée par d'autres pigments qui suppriment la chlorophylle. Nous nous intéressons aux formes unicellulaires.

Ce groupe comprend la classe des algues bangui qui comprend environ 100 espèces. La plupart d'entre eux sont unicellulaires. La principale différence est la prédominance des carotènes et des xanthophylles, les phycobilines sur la chlorophylle. Ceci explique la coloration des représentants du département. Il existe plusieurs des organismes les plus courants parmi les algues rouges unicellulaires :

• porphyridie.
• chrooter.
• géotrichum.
• astérocyte.

Les principaux habitats sont océaniques et les eaux de la mer latitudes tempérées. Ils sont beaucoup moins fréquents sous les tropiques.

porphyridie

Tout le monde peut observer où vivent les algues unicellulaires de cette espèce. Ils forment des films rouge sang sur le sol, les murs et autres surfaces humides. Ils existent rarement seuls, se rassemblant principalement en colonies entourées de mucus.

Ils sont utilisés par les humains pour étudier des processus tels que la photosynthèse dans les organismes unicellulaires et la formation de molécules de polysaccharides à l'intérieur des organismes.

Chrootece

Cette algue est également unicellulaire et appartient au département rouge, la classe des Bangiacées. Sa principale caractéristique est la formation d'une "jambe" muqueuse pour la fixation au substrat. Fait intéressant, cette «jambe» peut dépasser la taille du corps lui-même de près de 50 fois. Le mucus est produit par la cellule elle-même au cours de la vie.

Cet organisme s'installe sur les sols, formant également un revêtement rouge visible, glissant au toucher.

Algue- ce sont des organismes photosynthétiques eucaryotes multicellulaires à prédominance aquatique qui n'ont pas de tissus ou dont le corps n'est pas différencié en organes végétatifs (c'est-à-dire appartenant au sous-règne des plantes inférieures).

❖ Divisions systématiques des algues(ils diffèrent par la structure du thalle, l'ensemble des pigments photosynthétiques et des nutriments de réserve, les caractéristiques des cycles de reproduction et de développement, l'habitat, etc.) :
■ Doré ;
■ Vert (exemples : spirogyra, ulotrix) ;
■ Rouge (exemples : porphyre, phyllophora) ;
■ Marron (exemples : lessonia, fucus) ;
■ Chara (exemples : hara, nitella) ;
■ Diatomées (exemple : Lymophora), etc.
Le nombre d'espèces d'algues est supérieur à 40 000.

❖Habitat des algues : eau douce et salée, sol humide, écorce d'arbre, sources chaudes, glaciers, etc.

❖ Groupes environnementaux algues: planctonique, benthique (), terrestre, sol, etc.

Planctonique les formes sont représentées par des algues vertes, dorées et jaune-vert, qui ont des dispositifs spéciaux pour faciliter le transfert d'eau : réduction de la densité des organismes (vacuoles gazeuses, inclusions lipidiques, consistance gélatineuse) et augmentation de leur surface (excroissances ramifiées, corps aplati ou allongé). , etc.).

benthique des formes vivent au fond des réservoirs ou enveloppent des objets dans l'eau ; fixées au substrat par des rhizoïdes, des disques basaux et des ventouses. Dans les mers et les océans, ils sont principalement représentés par les algues brunes et rouges, et dans les plans d'eau douce - par toutes les divisions d'algues, à l'exception de Brown. Les algues benthiques contiennent de gros chloroplastes à forte teneur en chlorophylle.

Terrain, ou air, les algues (généralement des algues vertes ou jaune-vert) forment des raids et des pellicules de différentes couleurs sur l'écorce des arbres, les pierres et rochers humides, les clôtures, les toits des maisons, à la surface de la neige et de la glace, etc. Avec un manque d'humidité, les algues terrestres sont imprégnées de substances organiques et inorganiques.

Sol les algues (principalement jaune-vert, dorées et diatomées) vivent dans l'épaisseur de la couche de sol à une profondeur allant jusqu'à 1-2 m.

Caractéristiques de la structure des algues

Le corps des algues n'est pas divisé en organes végétatifs et est représenté par une forte et élastique thalle (thalle) . La structure du thalle est filamenteuse (exemples : ulotrix, spirogyra), lamellaire (exemple : varech), ramifiée ou touffue (exemple : hara). Dimensions - de 0,1 mm à plusieurs dizaines de mètres (pour certaines algues brunes et rouges). Le thalle des algues ramifiées et buissonnantes est disséqué et a une structure linéaire-segmentée; on y distingue l'axe principal, les "feuilles" et les rhizoïdes.

Certaines algues ont des particularités des bulles d'air , qui maintiennent le thalle à la surface de l'eau, là où il y a la possibilité de capter au maximum la lumière pour la photosynthèse.

Le thalle de nombreuses algues sécrète du mucus, qui remplit leurs cavités internes et est partiellement excrété vers l'extérieur, aidant à mieux retenir l'eau et à prévenir la déshydratation.

Cellules de thalle d'algues ne sont pas différenciés et ont une paroi cellulaire perméable, dont la couche interne est constituée de cellulose et la couche externe de pectine et (chez de nombreuses espèces) un certain nombre de composants supplémentaires : chaux, lignine, cutine (qui retient les rayons ultraviolets et protège les cellules de la perte excessive d'eau à marée basse ), etc. La coquille remplit des fonctions de protection et de soutien, tout en offrant la possibilité de croissance. Avec un manque d'humidité, les coquilles s'épaississent considérablement.

Le cytoplasme de la cellule de la plupart des algues forme une fine couche entre la grande vacuole centrale et la paroi cellulaire. Le cytoplasme contient des organites : chromatophores , réticulum endoplasmique, mitochondries, appareil de Golgi, ribosomes, un ou plusieurs noyaux.

Chromatophores sont des organites d'algues contenant des pigments photosynthétiques, des ribosomes, de l'ADN, des granules lipidiques et pyrénoïdes . Contrairement aux chloroplastes des plantes supérieures, les chromatophores sont plus diversifiés en forme (peuvent être en forme de coupe, en forme de ruban, lamellaire, étoilé, en forme de disque, etc.), taille, nombre, structure, emplacement et ensemble d'éléments photosynthétiques. pigments.

En eau peu profonde ( vert ) les pigments photosynthétiques des algues sont principalement les chlorophylles a et b, qui absorbent la lumière rouge et jaune. À brun algues vivant à des profondeurs moyennes, où pénètrent la lumière verte et bleue, les pigments photosynthétiques sont les chlorophylles a et c, ainsi que k arotine et fucoxanthine ayant une couleur brune. Chez les algues rouges vivant à des profondeurs allant jusqu'à 270 m, les pigments photosynthétiques sont la chlorophylle d (caractéristique uniquement pour ce groupe de plantes) et ont une couleur rougeâtre. les phycobilines- la phycoérythrine, la phycocyanine et l'allophycocyanine, qui absorbent bien les rayons bleus et violets.

Pyrénoïdes- des inclusions spéciales qui font partie de la matrice chromatophore et sont une zone de synthèse et d'accumulation de nutriments de réserve.

Substances de rechange d'algues : amidon, glycogène, huiles, polysaccharides, etc.

Elevage d'algues

Les algues se reproduisent de manière asexuée et sexuée.

❖ Organes de reproduction des algues (unicellulaires) :
■ sporanges (organes de reproduction asexuée) ;
■ gamétanges (organes de reproduction sexuée).

❖ Modes de reproduction asexuée des algues : zoospores végétatives (fragments de thalle) ou unicellulaires.

❖ Formes du processus sexuel chez les algues :
■ isogamie - fusion de gamètes mobiles de structure et de taille identiques,
■ hétérogamie - fusion de gamètes mobiles de tailles différentes (le plus grand est considéré comme femelle),
■ oogamie - la fusion d'un gros ovule immobile avec un spermatozoïde,
■ conjugaison- fusion du contenu de deux cellules non spécialisées.

Le processus sexuel se termine par la formation d'un zygote diploïde, à partir duquel un nouvel individu est formé ou des flagelles mobiles sont formés. zoospores , servant à la réinstallation des algues.

❖ Particularités de la reproduction des algues :
■ chez certaines espèces d'algues, chaque individu est capable de former (selon la saison ou les conditions environnementales) à la fois des spores et des gamètes ;
■ à certains types algues, les fonctions de reproduction asexuée et sexuée sont assurées par des individus différents - sporophytes (ils forment des spores) et des gamétophytes (ils forment des gamètes) ;
■ dans le cycle de développement de nombreux types d'algues (rouges, brunes, certaines vertes), il y a une alternance stricte de générations - sporophyte et gamétophyte ;
■ les gamètes d'algues, en règle générale, ont des taxis qui déterminent la direction de leur mouvement en fonction de l'intensité de la lumière, de la température, etc. ;
■ les spores non flagellées effectuent un mouvement amiboïde ;
■ chez les algues, la libération de spores ou de gamètes coïncide avec la marée ; il n'y a pas de période de repos dans le développement du zygote (c'est-à-dire que le zygote commence à se développer immédiatement après la fécondation, afin de ne pas être emporté vers la mer).

La valeur des algues

❖ Algues Signification :
■ ils produisent de la matière organique par photosynthèse ;
■ saturer l'eau en oxygène et en absorber le dioxyde de carbone ;
■ sont des aliments pour animaux aquatiques ;
■ sont les ancêtres des plantes qui ont habité la terre ;
■ participé à la formation de roches calcaires et calcaires de montagne, de certains types de charbon et de schiste bitumineux ;
■ les algues vertes dépolluent les plans d'eau pollués par les déchets organiques ;
■ sont utilisés par l'homme comme engrais organiques et additifs alimentaires dans l'alimentation des animaux ;
■ sont utilisés dans les industries biochimiques, alimentaires et de la parfumerie pour produire des protéines, des vitamines, des alcools, des acides organiques, de l'acétone, de l'iode, du brome, de l'agar-agar (nécessaire à la fabrication de la marmelade, de la guimauve, du soufflé, etc.), des vernis, des colorants , colle ;
■ de nombreuses espèces sont utilisées pour l'alimentation humaine (varech, certaines algues vertes et rouges) ;
■ certaines espèces sont utilisées dans le traitement du rachitisme, du goitre, des maladies gastro-intestinales et autres ;
■ le limon d'algues mortes (sapropèle) est utilisé en fangothérapie ;
■ peut faire fleurir l'eau.

les algues vertes

❖ Spirogyre

■ Habitat: réservoirs frais stagnants et à écoulement lent, où il forme une boue vert vif; commun en Biélorussie.

■ Forme du corps: mince filiforme; les cellules sont disposées en ligne.

■ Caractéristiques structurelles les cellules sont de forme cylindrique avec une paroi cellulaire bien définie; recouvert d'une coquille de pectine et d'une membrane muqueuse. Le chromatophore est en forme de ruban, torsadé en spirale. La vacuole occupe la majeure partie de la cellule. Le noyau est situé au centre et est relié par des brins au cytoplasme pariétal; contient un ensemble haploïde de chromosomes.

■ La reproduction: asexué effectué en cassant le fil en courtes sections; la formation de spores est absente. processus sexuel - conjugaison. Dans ce cas, deux brins d'algues sont généralement situés parallèlement l'un à l'autre et se développent ensemble à l'aide d'excroissances ou de ponts copulateurs. Ensuite, les membranes cellulaires aux points de contact des fils se dissolvent, formant un canal traversant à travers lequel le contenu de l'une des cellules se déplace dans la cellule de l'autre fil et fusionne avec son protoplaste, formant un zygote à coque dense. Le zygote se divise en méiose ; 4 noyaux se forment, trois d'entre eux meurent ; de la cellule restante après une période de dormance, un adulte se développe.

❖ Ulotrix

■ Habitat: eaux douces, moins souvent marines et saumâtres, sol;

Technique de l'État d'Extrême-Orient

université de la pêche

Institut de biologie marine UN V. Zhirmunsky FEB RAS

LL. Arbuzova

I.R. Levenets

Algue

Réviseurs :

– V.G.Chavtur, docteur en sciences biologiques, professeur au département de biologie marine et d'aquaculture, Far Eastern State University

– S.V. Nesterova, PhD, chercheur principal, Laboratoire de la flore de l'Extrême-Orient, Institut du jardin botanique, branche extrême-orientale de l'Académie des sciences de Russie

Arbuzova L.L., Levenets I.R. Algues : Euh. règlement Vladivostok : Dalrybvtuz, IBM FEB RAN, 2010. 177p.

Le manuel fournit des informations à jour sur l'anatomie, la morphologie, la taxonomie, le mode de vie et l'importance pratique des algues.

Le manuel est destiné aux étudiants en licence dans les domaines "Bioressources aquatiques et aquaculture" et "Ecologie et gestion de la nature" enseignement à temps plein et à temps partiel, masters en écologie, biologie, ichtyologie et pisciculture.

©État d'Extrême-Orient

pêcherie technique

université, 2010

©Institut de biologie marine. UN V. Zhirmunsky FEB RAS, 2010

ISBN ……………………..

Introduction …………………………………………………………………

1. La structure des cellules algales ………………………………………

2. Caractéristiques générales des algues ……………………………

2.1. Types de nourriture ……………………………………………………

2.2. Types de thalles ……………………………………………………..

2.3. Reproduction des algues ……………………………………………..

2.4. Cycles de vie des algues ……………………………….

3. Groupes écologiques d'algues …………………………….

3.1. Algues des habitats aquatiques …………………………..

3.1.1. Phytoplancton ………………………………………………….

3.1.2. Phytobenthos ……………………………………………………..

3.1.3. Algues des écosystèmes aquatiques extrêmes ……………

3.2. Algues des habitats hors de l'eau ………………………

3.2.1. Algues aérophiles …………………………………………….

3.2.2. Algues édafophiles ………………………………….

3.2.3. Algues lithophiles ……………………………………………..

4. Le rôle des algues dans la nature et sa signification pratique ………

5. Systématique moderne des algues ………………………………..

5.1. Algues procaryotes ………………………………..

5.1.1. Département des Algues Bleu-Vert ………………………

5.2. Algues eucaryotes ………………………………….

5.2.1. Département des Algues Rouges …………………………….

5.2.2. Département des Diatomées ………………………..

5.2.3. Département des Algues Hétérocontes …………………….

Classe Algues brunes …………………………………

Classe Algues dorées ………………….............

Algues de classe Sinura …………………………..

Classe Feotamnia algue ………………………

Algues de classe Rafid ………………………….

Algues de classe Eustigma …………………………

Classe Algues jaune-vert ………………………

5.2.4. Département Algues primnésiophytes ……………….

5.2.5. Département des algues cryptophytes ……………………

5.2.6. Département des Algues Vertes …………………….………

5.2.7. Département des Algues Chara …………………………….

5.2.8. Département des Algues Dinophytes ………………………

5.2.9. Département Algues Euglena …………………………

Littérature ………………………………………………………………

Glossaire des termes …………………………………………………….

Application …………………………………………………………….

INTRODUCTION

Les algues réunissent traditionnellement un groupe hétérogène d'organismes avasculaires thalles, photosynthétiques et spores. Comme toutes les plantes inférieures, les organes reproducteurs des algues sont dépourvus de couvertures, le corps n'est pas divisé en organes, il n'y a pas de tissus. Les algues comprennent à la fois les formes eucaryotes et procaryotes. Ces dernières, contrairement aux chlorobactéries, libèrent de l'oxygène libre dans l'environnement lors de la photosynthèse.

Les algues occupent une place prédominante dans les eaux douces et marines. En tant que principaux producteurs, ils déterminent en grande partie la productivité piscicole des écosystèmes aquatiques. Grâce à l'activité photosynthétique, les algues enrichissent l'eau en oxygène et réduisent la quantité de dioxyde de carbone. Ils ont une capacité unique à accumuler diverses substances nocives de l'environnement aquatique environnant, ainsi qu'à libérer des métabolites dans l'environnement qui inhibent la croissance de micro-organismes pathogènes. Les algues, modifiant la composition chimique de l'eau, contribuent souvent à sa purification. La composition qualitative et quantitative des groupes d'algues est un indicateur important de l'état écologique des masses d'eau. Un certain nombre d'espèces sont utilisées comme indicateurs de la pollution de l'eau.

L'étude des algues est Étape importante dans la formation de spécialistes dans le domaine de la mariculture, de la pisciculture et de l'écologie marine. La connaissance de la structure, de l'écologie et de la systématique des algues est fondamentale pour l'étude de l'hydrobiologie, de l'ichtyologie, de l'écologie, de l'ichtyotoxicologie ; ils sont également nécessaires pour évaluer la base de ressources des masses d'eau et établir des prévisions commerciales.

Récemment, grâce aux techniques méthodologiques modernes, de nouvelles informations ont été obtenues sur la structure fine, la physiologie et la biochimie des algues, ce qui a entraîné une révision des idées traditionnelles. La taxonomie des plantes inférieures, dont font partie les algues, a subi les plus grands changements. Dans le même temps, les informations modernes sur la systématique et la structure des algues ne sont pas reflétées dans la littérature pédagogique sur la botanique, et la littérature spécialisée sur la phycologie n'est pas accessible à un large public d'étudiants.

Ce tutoriel fournit les dernières informations sur la structure, la morphologie, la taxonomie, l'écologie et l'importance pratique des algues. La description des taxons d'algues les plus significatifs est donnée.

Le manuel est destiné aux étudiants en licence dans les domaines "Bioressources aquatiques et aquaculture" et "Ecologie et gestion de la nature", formes d'études à temps plein et à temps partiel, masters en écologie, ichtyologie, pisciculture et aquaculture.

Les enseignants de Dalrybvtuz et des spécialistes dans le domaine de l'hydrobiologie et de la phycologie de la branche Extrême-Orient de l'Académie des sciences de Russie ont participé à la préparation du matériel pour ce manuel.

1. STRUCTURE DES CELLULES D'ALGUES

Les algues procaryotes ont une structure cellulaire similaire à celle des bactéries : elles manquent d'organites membranaires, tels que le noyau, les chloroplastes, les mitochondries, le réticulum endoplasmique, l'appareil de Golgi.

Les algues eucaryotes contiennent des éléments structuraux caractéristiques des cellules végétales supérieures (Fig. 1).

Riz. Fig. 1. Une cellule végétale adulte sans épaississement de la paroi secondaire (schématisée) au grossissement maximal d'un microscope optique (selon :) : 1 - paroi cellulaire, 2 - plaque médiane, 3 - espace intercellulaire, 4 - plasmodesmes, 5 - plasmalemme , 6 - tonoplaste, 7 - vacuole centrale, 9 - noyau, 10 - membrane nucléaire, 11 - pore dans la membrane nucléaire, 12 - nucléole, 13 - chromatine, 14 - chloroplaste, 15 - grana dans le chloroplaste, 16 - grain d'amidon dans le chloroplaste, 17 - mitochondrie, 18 - dictyosome, 19 - réticulum endoplasmique granuleux, 20 - une goutte de graisse de stockage (lipide) dans le cytoplasme, 21 - microcorps, 22 - cytoplasme (hyaloplasme)

Le diagramme ci-dessus d'une cellule végétale dans son ensemble reflète la structure des cellules d'algues, cependant, de nombreuses algues, ainsi que des organites végétaux typiques (plastes, vacuoles avec sève cellulaire), contiennent des structures caractéristiques des cellules animales (flagelles, stigmates, coquilles atypiques pour cellules végétales).

Couvertures de cellules

Les revêtements cellulaires assurent la résistance du contenu interne des cellules aux influences extérieures et donnent aux cellules une certaine forme. Les couvertures sont perméables à l'eau et aux substances de faible poids moléculaire qui y sont dissoutes et transmettent facilement la lumière du soleil. Les couvertures cellulaires des algues se distinguent par une grande diversité morphologique et chimique. Ils comprennent les polysaccharides, les protéines, les glycoprotéines, les sels minéraux, les pigments, les lipides, l'eau. Contrairement aux plantes supérieures, il n'y a pas de lignine dans les coquilles des algues.

La base de la structure des membranes cellulaires est le plasmalemme ou membrane cytoplasmique. Chez de nombreux représentants flagellés et amiboïdes, les cellules ne sont recouvertes à l'extérieur que d'un plasmalemme, qui n'est pas en mesure de fournir une forme corporelle permanente. Ces cellules peuvent former des pseudopodes. Selon la morphologie, on distingue plusieurs types de pseudopodes. Le plus souvent trouvé dans les algues rhizopodes, qui sont des excroissances cytoplasmiques filiformes longues, fines, ramifiées, parfois anastomosées. À l'intérieur des rhizopodes se trouvent des microfilaments. lobopodes- larges saillies arrondies du cytoplasme. On les trouve dans les algues avec des types amiboïdes et monadiques de différenciation du thalle. Rarement trouvé dans les algues filopodes- de fines formations mobiles ressemblant à des tentacules qui peuvent être aspirées dans la cellule.

Chez de nombreux dinoflagellés, le corps est recouvert d'écailles situées à la surface de la cellule. Les écailles peuvent être simples ou fusionnées en une couverture continue - couler. Ils peuvent être organiques ou inorganiques. Les écailles organiques se trouvent à la surface des algues vertes, dorées et cryptophytes. La composition des flocons inorganiques peut comprendre soit du carbonate de calcium, soit de la silice. Écailles de carbonate de calcium coccolithes- se trouvent principalement dans les algues marines primesiophytes.

Souvent, des cellules de flagelles et d'algues amiboïdes sont situées dans des maisons, qui sont principalement d'origine organique. Leurs parois peuvent être fines et transparentes (genre Dinobrion) ou plus durables et colorées en raison du dépôt de sels de fer et de manganèse qu'elles contiennent (genre Trachelomonas). Les maisons ont généralement une ouverture pour la sortie du flagelle, parfois il peut y avoir plusieurs ouvertures. Lors de la reproduction des algues, la maison n'est pas détruite, le plus souvent une des cellules formées la quitte et construit une nouvelle maison.

La couverture cellulaire des algues euglena est appelée la pellicule. La pellicule est une combinaison de la membrane cytoplasmique et des bandes protéiques situées en dessous, des microtubules et des citernes du réticulum endoplasmique.

Chez les algues dinophytes, les couvertures cellulaires sont représentées par des amphiesma. Amphiesma Il se compose d'une membrane plasmique et d'un ensemble de vésicules aplaties situées en dessous, sous lesquelles se trouve une couche de microtubules. Les vésicules d'un certain nombre de dinophytes peuvent contenir des plaques de cellulose; cet amphiesma s'appelle le courant, ou coquille(naissance Cératium, péridinium).

Chez les diatomées, une couverture cellulaire spéciale se forme au-dessus du plasmalemme - coquille, constitué principalement de silice amorphe. En plus de la silice, la coquille contient un mélange de composés organiques et de certains métaux (fer, aluminium, magnésium).

Dans les parois cellulaires des algues vertes, jaune-vertes, rouges et brunes, le principal composant structurel est la cellulose, qui forme une charpente (base structurale) immergée dans une matrice (milieu semi-liquide) constituée de pectine, d'hémicellulose, d'acide alginique et autres substances organiques.

Flagelles

Les cellules végétatives monadiques et les stades monadiques du cycle de vie (zoospores et gamètes) des algues sont équipées de flagelles - des excroissances de cellules longues et plutôt épaisses, recouvertes extérieurement de plasmalemme. Leur nombre, leur longueur, leur morphologie, leur lieu d'attache, leur nature de mouvement sont assez divers chez les algues, mais sont constants au sein de groupes apparentés.

Les flagelles peuvent être attachés à l'extrémité antérieure de la cellule (apicalement) ou peuvent être légèrement décalés sur le côté (subapicalement); leur fixation est possible sur le côté de la cellule (latéralement) et sur la face ventrale de la cellule (ventralement). Les flagelles de morphologie identique sont appelés isomorphe s'ils diffèrent - hétéromorphe. Isocont- ce sont des flagelles de même longueur, hétérocontact- différentes longueurs.

Les flagelles ont un plan structurel unique. Il est possible de distinguer la partie libre (undulipodes), la zone de transition, le corps basal (cinétosome). Différentes parties du flagelle diffèrent par le nombre et la disposition des microtubules qui forment le squelette (Fig. 2).

Riz. Fig. 2. Schéma de la structure des flagelles d'algues (d'après : L.L. Velikanov et al., 1981) : 1 - coupe longitudinale des flagelles ; 2, 3 - coupe transversale à travers la pointe du flagelle; 4 - coupe transversale à travers les undulipodes; 5 - zone de transition ; 6 - coupe transversale à travers la base du flagelle - cinétosome

Undulipode(traduit du latin "waveleg") est capable d'effectuer des mouvements rythmiques semblables à des vagues. Undulipodium est un axonème recouvert d'une membrane. axonème se compose de neuf paires de microtubules disposées en cercle et d'une paire de microtubules au centre (Fig. 2). Les flagelles peuvent être lisses ou couvertes d'écailles ou de mastigonèmes (poils), tandis que chez les dinophytes et les cryptophytes, elles sont couvertes à la fois d'écailles et de poils. Les flagelles de primesiophytes, de cryptophytes et d'algues vertes peuvent être recouvertes d'écailles de formes et de tailles variées.

zone de transition. Fonctionnellement joue un rôle dans le renforcement du flagelle au site de sa sortie de la cellule. Chez les algues, on distingue plusieurs types de structures de la zone de transition : une plaque transversale (dinophytes), une structure étoilée (verte), une spirale de transition (hétéroconte), un cylindre de transition (primesiophytes et dinophytes).

Corps basal ou cinétosome. Cette partie du flagelle a une structure en forme de cylindre creux dont la paroi est formée de neuf triplets de microtubules. La fonction du cinétosome est la connexion du flagelle avec le plasmalemme de la cellule. Les corps basaux d'un certain nombre d'algues peuvent participer à la fission nucléaire et devenir des centres d'organisation des microtubules.

Mitochondries

Les mitochondries se trouvent dans les cellules des algues eucaryotes. La forme et la structure des mitochondries dans les cellules d'algues sont plus diverses que dans les mitochondries des plantes supérieures. Ils peuvent être ronds, filiformes, en réseau ou de forme irrégulière. Leur forme peut varier dans une même cellule à différents stades du cycle de vie. Les mitochondries sont recouvertes d'une gaine de deux membranes. La matrice mitochondriale contient des ribosomes et de l'ADN mitochondrial. La membrane interne forme des plis - crêtes(Fig. 3).

Riz. Fig. 3. La structure des mitochondries végétales (selon :) : A – image volumétrique ; B-coupe longitudinale ; B - partie de la crête avec des saillies en forme de champignon : 1 - membrane externe, 2 - membrane interne, 3 - crête, 4 - matrice, 5 - espace intermembranaire, 6 - ribosomes mitochondriaux, 7 - granule, 8 - ADN mitochondrial, 9 - ATP-somes

Les crêtes d'algues se présentent sous différentes formes : discoïdes (algues eugléniques), tubulaires (algues dinophytes), lamellaires (algues vertes, rouges, cryptomonadiques) (Fig. 4).

Riz. 4. Différents types de crêtes mitochondriales (selon :) : A - lamellaires ; B - tubulaire ; B - discoïde; k - crêtes

Les crêtes discoïdes sont considérées comme les plus primitives.

Pigments

Toutes les algues se distinguent bien par l'ensemble des pigments photosynthétiques. De tels groupes dans la taxonomie des plantes ont le statut de départements.

Le pigment principal de toutes les algues est le pigment vert chlorophylle. Il existe quatre types de chlorophylle, qui diffèrent par leur structure : chlorophylleun- présent dans toutes les algues et plantes supérieures ; chlorophylle b- présent dans les algues vertes, characées, euglènes et dans les plantes supérieures : les plantes contenant cette chlorophylle ont toujours une couleur vert vif ; chlorophylle c- se produit dans les algues hétérocontes ; chlorophylle d- une forme rare, présente dans les algues rouges et bleu-vert. La plupart des plantes photosynthétiques contiennent deux chlorophylles différentes, dont l'une est toujours la chlorophylle. un. Dans certains cas, au lieu de la deuxième chlorophylle, il y a biliprotéines. Les algues bleues et rouges ont deux types de biliprotéines : phycocyanine- pigment bleu phycoérythrine- pigment rouge.

Les pigments obligatoires inclus dans les membranes photosynthétiques sont les pigments jaunes - caroténoïdes. Ils diffèrent des chlorophylles dans le spectre de la lumière absorbée et on pense qu'ils remplissent une fonction protectrice, protégeant les molécules de chlorophylle des effets néfastes de l'oxygène moléculaire.

En plus des pigments listés, les algues ont : fucoxanthine- pigment doré; xanthophylle- pigment brun.

plastes

Les pigments dans les cellules des algues eucaryotes sont situés dans les plastes, comme dans toutes les plantes. Il existe deux types de plastes chez les algues : les chloroplastes colorés (chromatophores) et les leucoplastes incolores (amyloplastes). Les chloroplastes des algues, contrairement à ceux des plantes supérieures, sont beaucoup plus diversifiés en forme et en structure (Fig. 5).

Riz. 5. Schéma de la structure des chloroplastes chez les algues eucaryotes (par :) : 1 - ribosomes ; 2 - coquille de chloroplaste; 3 - ceinture thylakoïde; 4 - ADN ; 5 - phycobilisomes ; 6 - amidon; 7 - deux membranes de chloroplaste EPS; 8 - deux membranes de l'enveloppe chloroplastique; 9 - lamelle; 10 - produit de rechange ; 11 - noyau; 12 - une membrane de chloroplaste EPS; 13 - lipide; 14 - grains; 15 - pyrénoïde. A - les thylakoïdes sont localisés un par un, il n'y a pas de CES - réticulum endoplasmique chloroplastique (Rhodophyta); B - lamelles à deux thylakoïdes, deux membranes CES (Cryptophyta); C - lamelles à trois thylakoïdes, une membrane CES (Dinophyta. Euglenophyta); (d) lamelles à trois thylakoïdes, deux membranes CES (Heterokontophyta, Prymnesiophyta); D - lamelles à deux, six thylakoïdes, pas de CES (Chlorophyta)

L'unité photosynthétique structurale des eucaryotes et des procaryotes est thylakoïde- une poche à membrane plate. Les systèmes pigmentaires et les transporteurs d'électrons sont intégrés dans les membranes thylakoïdes. La phase légère de la photosynthèse est associée aux thylakoïdes. La phase sombre de la photosynthèse a lieu dans le stroma du chloroplaste. La coquille des algues vertes et rouges est constituée de deux membranes. Dans d'autres algues, le chloroplaste est entouré d'un ou deux autres membranes du réticulum endoplasmique du chloroplaste(IL EST). Chez les euglénoïdes et la plupart des dinophytes, le chloroplaste est entouré de trois membranes, tandis que chez les hétérokontes et les cryptophytes, il est entouré de quatre (Fig. 5).

Noyau et appareil mitotique

Le noyau des algues a une structure typique des eucaryotes. Le nombre de noyaux dans une cellule peut varier de un à plusieurs. A l'extérieur, le noyau est recouvert d'une membrane constituée de deux membranes, la membrane externe est recouverte de ribosomes. L'espace entre les membranes nucléaires est appelé périnucléaire. Il peut contenir des chloroplastes ou des leucoplastes, comme dans l'hétéroconte et le cryptophyte. La matrice nucléaire contient de la chromatine, qui est de l'ADN en combinaison avec les principales protéines - les histones. Une exception sont les dinophytes, dans lesquels le nombre d'histones est faible et il n'y a pas d'organisation nucléosomale de la chromatine. Les fils de chromatine de ces algues sont disposés en huit. Il y a de un à plusieurs nucléoles dans le noyau, qui disparaissent ou restent pendant la mitose.

Mitose - la division indirecte des algues peut se dérouler de différentes manières, mais en général, le schéma de ce processus à 4 étapes est conservé (Fig. 6).

Riz. 6. Phases successives de la mitose : 1 - interphase ; 2-4 - prophase; 5 - métaphase; 6 - anaphase; 7-9 - télophase ; 10- cytocinèse

Prophase est la phase la plus longue de la mitose. Les transformations les plus importantes s'y déroulent: le noyau augmente de volume, au lieu d'un réseau de chromatine à peine perceptible, les chromosomes y apparaissent sous la forme de fils fins, longs, courbes et faiblement spiralés qui forment une sorte de bobine. Dès le début de la prophase, on constate que les chromosomes sont constitués de 2 brins (résultat de leur réplication en interphase). Les moitiés de chromosomes (chromatides) sont disposées parallèlement les unes aux autres. Au fur et à mesure que la prophase se développe, les filaments s'enroulent de plus en plus et les chromosomes qui en résultent deviennent de plus en plus raccourcis et compactés.

À la fin de la prophase, les caractéristiques morphologiques individuelles des chromosomes sont révélées. Ensuite, les nucléoles disparaissent, l'enveloppe nucléaire est fragmentée en réservoirs courts séparés, indiscernables des éléments de l'EPS, à la suite de quoi le nucléoplasme se mélange avec l'hyaloplasme et le myxoplasme se forme; à partir de la substance du noyau et du cytoplasme, des filaments achromatiques se forment - le fuseau de division.

Le fuseau est bipolaire et est constitué de faisceaux de microtubules s'étendant d'un pôle à l'autre. Après la destruction de la membrane nucléaire, chaque chromosome est attaché aux fils du fuseau à l'aide de son centromère. Après avoir attaché les chromosomes au fuseau, ils s'alignent dans le plan équatorial de la cellule de sorte que tous les centromères soient à la même distance de ses pôles.

métaphase. Dans cette phase de la mitose, les chromosomes atteignent leur compaction maximale et acquièrent une forme caractéristique propre à chaque espèce végétale. Habituellement, ils sont à deux bras, et dans ces cas, à l'endroit de l'inflexion, appelé centromère, Les chromosomes sont connectés au filament achromatique du fuseau. En métaphase, on voit clairement que chaque chromosome est constitué de deux chromatides filles. Ils sont situés plus ou moins parallèlement au plan équatorial de la cellule. À la fin du stade, chaque chromosome se sépare en deux chromatides, qui ne restent connectées que dans la région centromérique. Plus tard, les centromères se sont également divisés en deux frères; tandis que les centromères et les chromatides sœurs font face à des pôles opposés.

Anaphase. La phase la plus courte de la mitose. Les chromosomes filles - les chromatides - divergent vers les pôles opposés de la cellule. Maintenant, les extrémités libres des chromatides sont dirigées vers l'équateur et les kinétochores sont dirigées vers les pôles. On pense que les chromatides divergent en raison de la contraction des filaments du fuseau achromatique, qui se confondent avec le centromère. Les chromosomes dus au déroulement et à l'allongement deviennent moins perceptibles. Au centre de la cellule (le long de l'équateur), des fragments de la paroi cellulaire, le phragmoplaste, apparaissent parfois déjà à ce stade.

Télophase. Le processus de déroulement se poursuit - déspiralisation et allongement des chromosomes. Enfin, ils sont perdus dans le champ de vision d'un microscope optique. La coquille du noyau et le nucléole sont restaurés. Le processus est le même que dans la prophase, mais dans l'ordre inverse. Les chromosomes ont maintenant une chromatide chacun. La structure du noyau d'interphase est restaurée, le fuseau passe de la forme de tonneau à la forme de cône.

C'est comme ça que ça se termine caryotomie- la fission du noyau, puis vient plasmatomie. Les organelles cytoplasmiques sont réparties entre les cellules filles, et certaines d'entre elles (dictyosomes, mitochondries et plastides) subissent des modifications importantes. Enfin, ça arrive cytokinèse- la formation d'une paroi cellulaire entre les noyaux filles. De l'ancienne cellule, deux nouvelles ont été formées; chacun d'eux a un noyau contenant un nombre diploïde de chromosomes.

Selon le comportement de la membrane nucléaire chez les algues, il existe fermé, semi-fermé et ouvert mitoses. En mitose fermée, la ségrégation des chromosomes se produit sans rupture de l'enveloppe nucléaire. En mitose semi-fermée, l'enveloppe nucléaire est préservée tout au long de la mitose, à l'exception des zones polaires. En mitose ouverte, la membrane nucléaire disparaît en prophase. Selon la forme de la broche, les divisions sont distinguées pleuromitose et orthomitose.

Avec la pleuromitose en métaphase, la plaque métaphasique n'est pas formée et le fuseau est représenté par deux demi-fuseaux situés à un angle l'un de l'autre à l'extérieur ou à l'intérieur du noyau. Dans l'orthomiose métaphasique, les chromosomes s'alignent à l'équateur du fuseau bipolaire. Selon la combinaison de ces propriétés, on distingue les types de mitose suivants chez les algues (Fig. 7, 8) :

Mitose extranucléaire fermée

Mitose intranucléaire fermée

Mitose semi-fermée

mitose ouverte

Riz. 7. Schéma des principaux types de mitoses dans les algues (selon: S.A. Karpov, année). Lignes à l'intérieur ou à l'extérieur du noyau - microtubules du fuseau

Les centres d'organisation des microtubules du fuseau mitotique en orthomitose semi-fermée peuvent être des cinétosomes et d'autres structures:

- orthomitose ouverte, survient chez les cryptophytes, doré, omble chevalier;

- orthomitose semi-fermée, trouvée en vert, rouge, marron, etc.;

- orthomitose fermée, survient chez les euglénoïdes ;

- une pleuromitose intranucléaire ou extranucléaire fermée survient chez certains dinophytes;

- mitose semi-fermée, pendant la métaphase les centrioles ne sont pas aux pôles, mais dans la région de la plaque métaphasique ; peut être observé dans les verts trébuxiens.

Riz. Fig. 8. Schéma comparatif des mitoses (A) fermées, (B) métacentriques et (C) ouvertes (d'après : L.E. Graham, L.W. Wilcox, 2000)

Au cours de la mitose, la forme du fuseau et la forme des pôles du fuseau varient également, ainsi que la durée d'existence du fuseau interzonal. Le pic des mitoses tombe sur la période sombre de la journée. Dans les cellules multinucléées, la division nucléaire peut se produire de manière synchrone. asynchrone, ondulant.

question test

1. Nommez les principaux éléments structuraux des cellules végétales.

2. La différence de structure entre les cellules d'algues et les cellules de plantes supérieures.

3. Couvertures cellulaires d'algues.

4. Qu'est-ce que la thèque ? Dans quelles algues se produit-il?

5. Les principaux pigments des algues. Localisation des pigments dans les cellules d'algues.

6. La structure des plastes.

7. Caractéristiques structurelles des plastes d'algues.

8. La structure des mitochondries.

9. Caractéristiques structurelles des mitochondries chez les algues.

10. La structure du noyau et des membranes nucléaires. Caractéristiques des membranes nucléaires dans les cellules d'algues.

11. Schéma de la mitose. Caractéristiques des phases de la mitose.

12. Types de mitose dans les cellules d'algues.

13. Quelle est la différence entre pleuromitose et orthomitose ?

14. Types de pseudopodes d'algues.

2. CARACTERISTIQUES GENERALES DES ALGUES

2.1. Types d'aliments

Le principal type de nutrition des algues est phototrophe Type de. Dans tous les départements d'algues, il y a des représentants qui sont des phototrophes stricts (obligatoires). Cependant, de nombreuses algues passent assez facilement du type de nutrition phototrophe à l'assimilation de substances organiques, ou hétérotrophe type de nourriture. Cependant, le plus souvent, le passage à la nutrition hétérotrophe chez les algues ne conduit pas à un arrêt complet de la photosynthèse, c'est-à-dire que dans de tels cas, on peut parler de mixotrophe, ou mixte, type de nourriture.

La capacité à se développer sur des milieux organiques dans l'obscurité ou à la lumière en l'absence de dioxyde de carbone a été démontrée pour de nombreuses diatomées bleu-vert, vert, jaune-vert, etc. Il a été noté que la croissance hétérotrophe des algues est plus lente que la croissance autotrophe à la lumière.

La diversité et la plasticité des modes d'alimentation des algues leur permettent de se généraliser et d'occuper diverses niches écologiques.

2.2. Types de thalles

Le corps végétatif des algues est représenté par thalle, ou thalle, non différencié en organes - racine, tige, feuille. Au sein de la structure du thalle, les algues se distinguent par une très grande diversité morphologique (Fig. 9). Ils sont représentés par des organismes unicellulaires, multicellulaires et non cellulaires. Leurs tailles fluctuent sur une large gamme : des plus petits organismes unicellulaires aux gigantesques organismes multimètres. La forme du corps des algues est également diverse: des formes sphériques les plus simples aux formes complexes disséquées, ressemblant à des plantes supérieures.

Une grande variété d'algues peut être réduite à plusieurs types de structure morphologique : monadique, rhizopodial, palmelloide, coccoïde, trichal, hétérotriche, parenchymateux, siphonal, siphonocladal.

Type monadique (flagellé) de structure du thalle

La caractéristique la plus caractéristique qui détermine ce type de structure est la présence de flagelles, à l'aide desquels les organismes monadiques se déplacent activement dans le milieu aquatique (Fig. 9, MAIS). Les formes flagellées mobiles sont très répandues dans les algues. Les formes flagellaires dominent parmi de nombreux groupes d'algues : euglénophytes, dinophytes, cryptophytes, raphidés, dorés, on les trouve dans les algues jaune-vert et vertes. Chez les algues brunes, le type de structure monadique est absent à l'état végétatif, cependant, des stades monadiques se forment lors de la reproduction (propagation). Le nombre de flagelles, leur longueur, la nature du placement et du mouvement sont divers et revêtent une grande importance systématique.

Riz. 9. Types morphologiques de structure des thalles chez les algues (selon :) : MAIS- monadique ( Chlamydomonas); B- amiboïde ( rhizochryse); À- palmelloide ( Hydrure); g– coccoïde ( pédiatre); ré- sarcinoïde ( Chlorosarcine); E- filamenteux ( Ulotrix); ET- multifilamenteux ( fritchiela); Z, je- tissu ( Furcellaires, Laminaires); À- siphon ( Caulerpa); L- gainé de siphon ( Cladophore)

La mobilité des algues monadiques détermine la polarité de la structure de leurs cellules et colonies. Habituellement, les flagelles sont attachés au niveau ou à proximité du pôle antérieur de la cellule. La forme principale de la cellule est en forme de goutte avec un pôle flagellaire antérieur plus ou moins rétréci. Cependant, il n'est pas rare que les organismes monadiques s'écartent de cette forme de base et peuvent être asymétriques, en spirale, avoir une extrémité postérieure rétrécie, etc.

La forme de la cellule dépend en grande partie des enveloppes cellulaires, qui sont très diverses (plasmalemme ; pellicule ; thèque ; constituée d'écailles organiques, siliceuses ou calcaires ; maison ; paroi cellulaire). Les contours bizarres des cellules de certaines algues dorées forment une sorte de squelette intracellulaire, constitué de tubes de silice creux à l'intérieur. La paroi cellulaire est généralement lisse, parfois elle présente diverses excroissances ou est incrustée de sels de fer ou de calcium et ressemble alors à une maison. Dans la coquille, seuls de petits trous sont formés pour la sortie des flagelles.

La polarité des organismes monadiques se manifeste également dans l'arrangement des structures intracellulaires. À l'extrémité antérieure de la cellule, il y a souvent un pharynx, remplissant généralement une fonction excrétrice. Ce n'est que dans quelques flagellés phagotrophes que le pharynx fonctionne comme une bouche cellulaire - cytostomien.

Les organites particuliers caractéristiques des algues, ayant une structure monadique, sont vacuoles contractiles, qui exercent une fonction osmorégulatrice, corps muqueux et structures piquantes. Les capsules piquantes se trouvent chez les dinophytes, les euglénoïdes, les dorés, les rafidophytes, les cryptophytes et remplissent une fonction protectrice. Un seul noyau occupe une position centrale dans les cellules. Les chloroplastes, de formes et de couleurs diverses, peuvent être axiaux ou pariétaux.

La tendance à l'augmentation de la taille du corps se manifeste par la formation de diverses colonies. Dans les cas les plus simples, des colonies se forment en raison de la non-disjonction des cellules en division. Il existe des colonies sphériques en forme d'anneau, buissonnantes, arborescentes. Les organismes monadiques verts sont principalement caractérisés par des colonies du type cénobien avec un nombre constant de cellules pour chaque espèce.

Dans des conditions défavorables, les organismes monadiques perdent ou rétractent leurs flagelles, perdant ainsi leur mobilité et s'entourent d'un mucus abondant.

La structure de type monade s'est avérée prometteuse. Sur sa base, d'autres structures plus complexes se sont développées.

Type de structure rhizopodiale (amiboïde)

Les caractéristiques les plus importantes du type de structure amiboïde sont l'absence de couvertures cellulaires solides et la capacité de amiboïde mouvement, à l'aide d'excroissances cytoplasmiques temporairement formées à la surface de la cellule - pseudopode. Il existe plusieurs variétés de pseudopodes, dont les algues sont le plus souvent observées rhizopodes et les lodopodes, moins souvent axopodes(fig. 9, B).

Il n'y a pas de différences fondamentales dans la structure et le mécanisme d'action des systèmes contractiles qui déterminent la mobilité des organismes monadiques et amiboïdes au niveau moléculaire. Le mouvement amiboïde est probablement né de l'adaptation des cellules flagellaires à des conditions de vie simplifiées, ce qui a conduit à une simplification de la structure corporelle.

Dans les cellules des algues amiboïdes, on trouve des noyaux, des plastes, des mitochondries et d'autres organites caractéristiques des eucaryotes : on observe souvent des vacuoles contractiles, des stigmates et des corps basaux capables de former des flagelles.

De nombreux organismes amiboïdes mènent une vie attachée. Ils peuvent construire des maisons de formes et de structures variées : minces, délicates ou rugueuses, à parois épaisses.

Le type de corps amiboïde n'est pas aussi répandu que le monadique. On l'observe uniquement dans les algues dorées et jaune-vert.

Structure de type palmelloide (hemimonas)

La caractéristique de ce type de structure est la combinaison d'un mode de vie végétal immobile avec la présence d'organites cellulaires caractéristiques des organismes monadiques : vacuoles contractiles, stigmates, flagelles. Ainsi, les cellules végétatives peuvent avoir des flagelles, à l'aide desquels elles se déplacent dans une mesure limitée dans le mucus colonial, ou les flagelles sont retenus dans des cellules immobiles sous une forme très réduite.

Pour les cellules de type palmelloide (hemimonas), une structure polaire est caractéristique. Parfois, les cages sont dans les maisons.

Les algues hémimonades forment souvent des colonies. Dans le cas le plus simple, le mucus est sans structure et les cellules y sont situées sans ordre particulier. Une autre complication de ces colonies se manifeste à la fois dans la différenciation du mucus et dans un arrangement plus ordonné des cellules à l'intérieur du mucus. Les colonies de type dendritique (genre Hydrure) (fig. 9, À).

La structure de type palmelloide (hémimonade) a été une étape importante sur le chemin de l'évolution morphologique des algues dans le sens des monades mobiles vers des formes immobiles typiquement végétatives.

Type de structure coccoïde

Ce type combine des algues unicellulaires et coloniales, immobiles à l'état végétatif. Les cellules de type coccoïde sont recouvertes d'une membrane et possèdent un protoplaste de type végétal (tonoplaste sans vacuoles contractiles, stigmates, flagelles). La perte des signes d'une structure monadique dans la structure de la cellule chez les organismes menant un mode de vie immobile végétatif, l'acquisition de nouvelles structures caractéristiques des cellules végétales est la prochaine étape majeure dans l'évolution des algues selon le type végétatif.

Une grande variété d'algues de type coccoïde est associée à la présence de couvertures cellulaires. Les couvertures provoquent la présence de diverses cellules : sphériques, ovoïdes, fusiformes, ellipsoïdes, cylindriques, lobées étoilées, en spirale, en forme de poire, etc. La variété des formes est également multipliée en raison des décorations sculpturales des couvertures cellulaires - épines, épines, soies, processus cornés.

Les algues coccoïdes forment des colonies de formes diverses, dans lesquelles les cellules sont unies avec ou sans mucus.

Le type de structure coccoïde est répandu dans presque toutes les divisions d'algues eucaryotes (à l'exception des euglénoïdes).

En termes évolutifs, la structure cocoïde peut être considérée comme la structure initiale pour l'émergence des thalles multicellulaires, ainsi que des structures de type siphonal et siphonocladal (Fig. 9, G, D).

Type de structure trichaly (filamenteux)

Une caractéristique du type de structure filamenteuse est la disposition filamenteuse des cellules immobiles, qui se forment végétativement à la suite de la division cellulaire, qui se produit principalement dans un plan. Les cellules filamenteuses ont une structure polaire et ne peuvent se développer que dans une seule direction, qui coïncide avec l'axe du fuseau nucléaire.

Dans les cas les plus simples, les thalles de structure filamenteuse sont composés de cellules morphologiquement similaires les unes aux autres. En même temps, dans de nombreuses algues, dans les zones de filaments, s'amincissant ou se dilatant vers les extrémités, les cellules diffèrent par leur forme du reste. Dans ce cas, souvent la cellule inférieure, dépourvue de chloroplastes, se transforme en un rhizoïde ou un pied incolore. Les fils peuvent être simples ou ramifiés, à un ou plusieurs rangs, libres ou attachés.

Le type de structure filamenteux est représenté parmi les algues vertes, rouges, jaune-vert, dorées (Fig. 9, E).

Type de structure hétérotriche (multifilaire)

Le type multifilamenteux est né sur la base du type filamenteux. Le thalle multifilamenteux est constitué principalement de filaments horizontaux qui s'étendent le long du substrat, remplissant la fonction d'attachement, et de filaments verticaux qui s'élèvent au-dessus du substrat et remplissent une fonction d'assimilation. Ces derniers portent les organes de reproduction.

Chez certaines algues, les filaments verticaux se différencient en entre-nœuds et nœuds, d'où partent des verticilles de branches latérales, qui ont également une structure articulée. À partir des nœuds, en outre, des fils supplémentaires peuvent se développer, formant une couverture crustale des entre-nœuds. La fonction de fixation au substrat est assurée par des rhizoïdes incolores. Une telle structure peut être trouvée chez les characées, les algues vertes, brunes, rouges, certaines algues jaune-vert et dorées (Fig. 9, ET).

Type de structure parenchymateuse (tissu)

L'une des directions d'évolution du thalle multifilamenteux est associée à l'émergence des thalles parenchymateux. La capacité de croissance illimitée et de division des cellules dans différentes directions a conduit à la formation de thalles macroscopiques volumineux avec une différenciation cellulaire morphologique et fonctionnelle en fonction de la position dans le thalle (cortex, couche intermédiaire, noyau).

Au sein de ce type, il existe une complication progressive des thalles allant de plaques simples à des thalles différenciés de manière complexe avec des tissus et des organes primitifs. Le type de structure parenchymateuse est le stade évolutif le plus élevé de différenciation morphologique du corps des algues. Il est largement représenté dans les grandes algues: brunes, rouges et vertes - les algues dites macrophytes (Fig. 10).

Riz. 10. Coupe transversale du thalle des algues brunes (selon :) : 1 - écorce externe ; 2 - écorce interne; 3 - noyau

Structure de type siphon

La structure de type siphonal (non cellulaire) se caractérise par l'absence à l'intérieur du thalle, qui atteint des tailles relativement importantes, généralement macroscopiques et un certain degré de différenciation, de cloisons cellulaires en présence d'un grand nombre d'organites. Les cloisons dans un tel thalle ne peuvent apparaître que par hasard, s'il est endommagé ou lors de la formation d'organes reproducteurs. Dans les deux cas, le processus de formation des cloisons diffère de la formation d'un organisme multicellulaire.

Le type de structure siphonale est présent dans certaines algues vertes et jaune-vert. Cependant, cette direction de l'évolution morphologique s'est avérée être une impasse.

Type de structure revêtue de siphon

La principale caractéristique du type de structure revêtue de siphon est la capacité de former des thalles disposés de manière complexe à partir du thalle primaire non cellulaire, constitué de segments multinucléaires primaires. La formation d'un tel thalle repose sur division ségrégative, dans lequel la mitose ne se termine pas toujours par une cytokinèse.

Le type de structure recouvert de siphon n'est connu que dans un petit groupe d'algues vertes marines.

2.3. Elevage d'algues

La reproduction est la principale propriété des êtres vivants. Son essence réside dans la reproduction de son propre genre. Chez les algues, la reproduction peut être réalisée de manière asexuée, végétative et sexuée.

reproduction asexuée

La reproduction asexuée des algues est réalisée à l'aide de cellules spécialisées - contestation. La sporulation s'accompagne généralement de la division du protoplaste en parties et de la libération de produits de fission de la membrane de la cellule mère. Dans le même temps, avant la division du protoplaste, des processus conduisant à son rajeunissement s'y déroulent. La libération de produits de fission de la membrane de la cellule mère est la différence la plus significative entre la véritable reproduction asexuée et la reproduction végétative. Parfois, une seule spore se forme dans la cellule, mais même alors, elle quitte la membrane de la mère.

Les spores se forment généralement dans des cellules spéciales appelées sporanges, qui diffèrent des cellules végétatives ordinaires par leur taille et leur forme. Ils se présentent comme des excroissances de cellules ordinaires et remplissent uniquement la fonction de former des spores. Parfois, les spores se forment dans des cellules dont la forme et la taille ne diffèrent pas des cellules végétatives ordinaires. Les spores diffèrent également des cellules végétatives par leur forme et leur taille plus petite. Le nombre de spores dans un sporange varie de une à plusieurs centaines. Les spores sont l'étape de dispersion dans le cycle de vie des algues.

Selon la structure, il y a :

zoospores- les spores mobiles des algues vertes et brunes, peuvent avoir un, deux, quatre ou plusieurs flagelles, dans ce dernier cas, les flagelles sont disposés en corolle à l'extrémité antérieure de la spore ou par paires sur toute la surface ;

hémisoospores- des zoospores qui ont perdu des flagelles, mais qui ont conservé des vacuoles contractiles et des stigmates ;

aplanospores- des spores immobiles qui s'habillent d'une coquille à l'intérieur de la cellule mère ;

autospores- les aplanospores, ayant la forme d'une cellule mère ;

hypnospores- des spores immobiles avec des coquilles épaissies, conçues pour survivre à des conditions environnementales défavorables.

Dans les algues rouges reproduction asexuée réalisé avec l'aide monospore, bispor, tétraspore ou polyspore. Les monospores n'ont pas de flagelle ni de coquille. Après avoir quitté la cellule mère, ils sont capables de mouvement amiboïde. Les monospores se distinguent des cellules végétatives par leur forme ovoïde ou sphérique, riche en nutriments et de couleur intense.

La structure des spores et les types de sporulation ont grande importance pour la taxonomie des algues, car elles reflètent les différences dans l'organisation des formes ancestrales de divers groupes d'algues.

Multiplication végétative

La propagation végétative dans les algues peut être réalisée de plusieurs manières : division simple en deux, division multiple, bourgeonnement, fragmentation du thalle, stolons, bourgeons du couvain, paraspores, nodules, akinets.

Division simplifiée.

Cette méthode de reproduction ne se trouve que dans les formes unicellulaires d'algues. La division la plus simple se produit dans les cellules qui ont une structure corporelle de type amiboïde.

Division des formes amiboïdes. La division des amiboïdes est possible dans n'importe quelle direction. Cela commence par l'étirement du corps de l'amibe, puis une cloison se dessine à l'équateur, qui divise le corps en deux parties plus ou moins égales. La division du cytoplasme s'accompagne de la division du noyau. Parfois, la division est précédée d'une transition vers un état stationnaire en raison de la rétraction des jambes, tandis que la cellule acquiert une forme sphérique. Dans le même temps, le protoplasme perd sa transparence, la vacuole contractile disparaît. En fin de division, la cellule est étirée, elle est ligaturée, puis des pseudopodes apparaissent.

Division des formes flagellées. Les formes flagellaires ont les types de reproduction végétative les plus complexes. Les types de reproduction sont déterminés par le niveau d'organisation et le degré de polarité cellulaire. Chez certains cryptophytes, algues dorées et vertes, la reproduction par simple fission en deux se produit à l'état mobile uniquement le long de l'axe longitudinal et commence à partir du pôle antérieur de la cellule. Dans ce cas, les flagelles ne peuvent obtenir qu'une seule cellule ou être également réparties entre de nouvelles cellules. Une cellule qui ne reçoit pas de flagelle le forme elle-même. Chez la plupart des algues Volvox et Euglena, lors de la reproduction, la membrane cellulaire devient mucilagineuse et la division se produit à l'état stationnaire. Dans toutes les formes flagellaires qui ont une coquille, les cellules sont divisées en deux parties égales ou inégales. Après séparation, l'ancienne coquille est jetée et une nouvelle est formée.

Division des formes coccoïdes. Chez les algues à structure cellulaire de type coccoïde, la reproduction végétative acquiert les caractéristiques typiques de la division d'une cellule végétale immobile avec une membrane cellulaire bien définie. Dans sa simplicité, elle se rapproche de la reproduction végétative de type amiboïde et s'effectue par simple division cellulaire en deux.

Bourgeonnant.

Les cellules des algues ramifiées filamenteuses se caractérisent par deux modes de reproduction végétative : simple division en deux et bourgeonnement. La combinaison de ces modes de reproduction provoque une ramification latérale des algues filamenteuses.

Fragmentation.

La fragmentation est inhérente à tous les groupes d'algues multicellulaires et se manifeste sous diverses formes : formation d'hormogonies, régénération des parties détachées du thalle, chute spontanée des branches, repousse des rhizoïdes. La cause de la fragmentation peut être des facteurs mécaniques (vagues, courant, morsures d'animaux), la mort de certaines cellules. Un exemple de ce dernier mode de fragmentation est la formation d'hormogonie dans les algues bleu-vert. Chaque hormogonium peut donner naissance à un nouvel individu. La reproduction par parties des thalles, caractéristiques des algues rouges et brunes, ne conduit pas toujours à la reprise de plantes normales. Les algues qui poussent sur les pierres et les rochers sont souvent partiellement ou totalement détruites par l'action des vagues. Leurs fragments détachés ou leurs thalles entiers ne sont pas capables de se rattacher à des sols solides en raison du mouvement constant de l'eau. De plus, les organes de fixation ne sont pas reformés. Si de tels thalles tombent dans des endroits calmes avec un fond boueux ou sablonneux, ils continuent de croître, allongés sur le sol. Au fil du temps, les parties les plus anciennes meurent et les branches qui s'en étendent se transforment en thalles indépendants, dans de tels cas, ils parlent de formes lâches ou libres de l'espèce correspondante. Les algues changent beaucoup : leurs branches deviennent plus fines, plus étroites et moins ramifiées. Les formes d'algues non attachées ne forment pas d'organes de reproduction sexuée et asexuée et ne peuvent se reproduire que de manière végétative.

Reproduction par pousses, stolons, bourgeons de couvain, nodules, akinets.

Dans les formes tissulaires des algues vertes, brunes et rouges, la multiplication végétative acquiert sa forme complète, qui diffère peu de la multiplication végétative des plantes supérieures. Tout en conservant la capacité de régénérer des parties du thalle, les formes tissulaires acquièrent des formations spécialisées qui remplissent la fonction de reproduction végétative. De nombreuses espèces d'algues brunes, rouges, vertes et charophytes ont des pousses sur lesquelles poussent de nouveaux thalles. Sur les thalles de certaines algues brunes et rouges, se développent des bourgeons de couvain (propagula), qui tombent et germent en de nouveaux thalles.

À l'aide de nodules hivernants unicellulaires ou multicellulaires, le renouvellement saisonnier des charophytes se produit. Certaines algues filamenteuses (par exemple, les algues vertes ulotrix) se reproduisent par des akinètes - des cellules spécialisées avec une membrane épaissie et une grande quantité de nutriments de réserve. Ils sont capables de survivre à des conditions défavorables.

reproduction sexuée

La reproduction sexuée chez les algues est associée au processus sexuel, qui consiste en la fusion de deux cellules, entraînant la formation d'un zygote qui se transforme en un nouvel individu ou donne des zoospores.

Il existe plusieurs types de reproduction sexuée chez les algues :

hologamie(conjugaison) - sans formation de cellules spécialisées;

gamétogamie- avec l'aide de cellules spécialisées - les gamètes.

Hologamie. Dans le cas le plus simple, le processus se produit par la fusion de deux immobiles, dépourvus de membranes cellulaires de cellules végétatives. Dans les formes flagellaires unicellulaires des algues, le processus sexuel est réalisé par la fusion de deux individus.

Lorsque le contenu de deux cellules végétatives non flagellées fusionne, le processus sexuel est appelé conjugaison. Lors de la conjugaison, la fusion de deux cellules se produit, qui remplissent la fonction de cellules germinales - les gamètes. La fusion du contenu des cellules se produit par un canal de conjugaison spécialement formé, un zygote est obtenu, qui est ensuite recouvert d'une membrane épaisse et se transforme en zygospore. Si le débit du contenu cellulaire est le même, le zygote se forme dans le canal de conjugaison. Dans ce cas, la division des cellules en mâle et femelle est conditionnelle.

Gamétogamie. La reproduction sexuée chez les algues, y compris les unicellulaires, se produit souvent en divisant le contenu des cellules et en y formant des cellules germinales spécialisées - les gamètes. Dans toutes les algues vertes et brunes, les gamètes mâles ont des flagelles, mais les gamètes femelles n'ont pas toujours de flagelles. Dans les algues primitives, les gamètes se forment dans les cellules végétatives. Dans des formes plus organisées, les gamètes sont situés dans des cellules spéciales appelées gamétanges. Dans une cellule végétative ou gamétange, il peut y avoir de un à plusieurs centaines de gamètes. Selon la taille des gamètes fusionnants, on distingue plusieurs types de gamétogamie : isogamie, hétérogamie, oogamie.

Si les gamètes fusionnés ont la même forme et la même taille, un tel processus sexuel est appelé isogamie.

Si les gamètes fusionnés ont la même forme, mais des tailles différentes (le gamète femelle est plus grand que le mâle), alors ils parlent de hétérogamie.

Le processus sexuel, dans lequel une grande cellule fixe fusionne - Oeuf et mobile petite cellule mâle - sperme, est appelé oogamie. Les gamétanges aux œufs sont appelées archégone ou ovogonie, et avec du sperme anthéridies. Les gamètes mâles et femelles peuvent se développer sur le même individu (monoïque) ou sur des individus différents (dioïque). Le zygote formé à la suite de la fusion de gamètes après quelques modifications se transforme en zygospore. Ce dernier est généralement habillé d'une carapace dense. La zygospore peut être longue durée au repos (jusqu'à plusieurs mois) ou germer sans période de dormance.

Autogamie. Un type particulier de processus sexuel. Cela consiste dans le fait que le noyau cellulaire se divise méiotiquement, sur les quatre noyaux formés, deux sont détruits et les deux noyaux restants fusionnent, formant un zygote qui, sans période de dormance, augmente de taille et se transforme en auxospore. C'est ainsi que se produit le rajeunissement.

2.4. Cycles de vie des algues

cycle de vie, ou cycle de développement, est un ensemble de tous les stades de développement des organismes, à la suite desquels, à partir de certains individus ou de leurs rudiments, de nouveaux individus et des rudiments similaires se forment. L'étape du vieillissement conduisant au décès de l'individu, et les périodes de dormance dépassent le cycle de vie. Le cycle de développement peut être simple ou complexe, qui est associé au rapport des phases nucléaires diploïdes et haploïdes, ou formes de développement(Fig. 11).

Riz. 11. Cycles de vie des algues (par :) : I - haplobionte avec réduction zygotique ; II - haplodiplobionte avec réduction des spores; III - diplobiont avec réduction gamétique; IV - haplodiplobiont avec réduction somatique. La phase dominante dans les cas I et III est multicellulaire ; s'il est unicellulaire, alors il est à long terme et capable de reproduction mitotique ; 1 - phase haploïde; 2 - phase diploïde

La notion de cycle de vie est associée à l'alternance des générations. En dessous de génération comprendre la totalité des individus considérés par rapport aux ancêtres et descendants vivant dans la période de fermeture, et génétiquement lié à celui-ci.

Un cycle de vie simple est caractéristique des cyanobactéries dans lesquelles la reproduction sexuée n'a pas été trouvée. Ils ont des cycles de vie complets gros) et petit. Un petit cycle de vie correspond à certaines branches d'un grand cycle et conduit à la reformation d'âges intermédiaires des individus cyanobactériens. . Le cycle de développement des cyanobactéries comprend ainsi certains segments du développement d'une ou d'une série de générations successives d'une forme systématique spécifique : du rudiment d'un individu à l'apparition de nouveaux rudiments du même type.

Chez la plupart des algues à processus sexuel, selon la période de l'année et les conditions extérieures, différentes formes de reproduction (sexuée et asexuée) sont observées, avec une modification des phases nucléaires haploïdes et diploïdes. Les changements subis par un individu entre les mêmes phases de développement constituent son cycle de vie.

Les organes de reproduction sexuée et asexuée peuvent se développer sur le même individu ou sur des individus différents. Les plantes qui produisent des spores sont appelées sporophytes, et formant des gamètes - gamétophytes. Les plantes capables de produire à la fois des spores et des gamètes sont appelées gamétosporophytes. Les gamétosporophytes sont caractéristiques de nombreuses algues : vertes (Ulva), brunes (Ectocarp) et rouges (Bangiaceae). Le développement des organes reproducteurs d'un type ou d'un autre est déterminé par la température de l'environnement. Par exemple, sur des thalles lamellaires d'algues rouges Porphyre Tenerà des températures inférieures à 15–17 ° C, des organes de reproduction sexuée se forment et à des températures plus élevées, des organes de reproduction asexuée. En général, dans de nombreuses algues, les gamètes se développent à une température plus basse que les spores. D'autres facteurs influencent également le développement de certains organes reproducteurs : intensité lumineuse, durée du jour, composition chimique de l'eau, dont sa salinité.

Les gamétophytes, les gamétosporophytes et les sporophytes des algues peuvent ne pas différer extérieurement ou présenter des différences morphologiques bien définies. Distinguer isomorphe(similaire) et hétéromorphe changement (différent) des formes de développement, qui s'identifie à l'alternance des générations. Chez la plupart des gamétosporophytes, l'alternance des générations ne se produit pas. Parfois gamétophytes et sporophytes, sans différer morphologiquement, existent dans des conditions écologiques différentes ; dans certains cas, ils diffèrent également morphologiquement. Par exemple, les algues rouges Porphyre Tener les sporophytes se présentent sous la forme de filaments ramifiés à une seule rangée qui sont introduits dans le substrat calcaire (coquilles de mollusques, roches). Ils poussent de préférence dans des conditions de faible luminosité et pénètrent le substrat à une grande profondeur. Les gamétophytes de cette algue ont la forme de plaques, poussent sous un bon éclairage près du bord de l'eau et dans la zone de marée.

Avec une alternance hétéromorphe de générations, la structure des sporophytes et des gamétophytes diffère assez significativement dans certains cas. Ainsi, dans les algues vertes des genres acrosiphonie et Spongomorphe le gamétophyte est multicellulaire, haut de plusieurs centimètres, et le sporophyte est unicellulaire, microscopique. D'autres rapports de la taille du gamétophyte et du sporophyte sont également possibles. Aux algues brunes Saccharines le gamétophyte est microscopique et le sporophyte mesure jusqu'à 12 m de long.Dans la plupart des algues, les gamétophytes et les sporophytes sont des plantes indépendantes. Chez un certain nombre d'espèces d'algues rouges, les sporophytes se développent sur les gamétophytes, et chez certaines algues brunes, les gamétophytes se développent à l'intérieur du thalle des sporophytes.

Un changement hétéromorphe dans les formes de développement, lorsqu'une séparation prononcée du sporophyte du gamétophyte est observée, est caractéristique de groupes d'algues plus organisés. Dans ce cas, l'une des formes, le plus souvent le gamétophyte, est microscopique. On pense que le cycle hétéromorphe de développement des algues est issu du cycle isomorphe. Les modes de développement du gamétophyte et du sporophyte sont d'une grande importance dans la taxonomie des algues. Les cycles de développement les plus complexes et les plus divers, introuvables chez les autres algues, sont caractéristiques des algues rouges.

Changement de phases nucléaires.

Au cours du processus sexuel, à la suite de la fusion des gamètes et de leurs noyaux, le nombre de chromosomes dans le noyau double. À un certain stade du cycle de développement, pendant la méiose, une réduction du nombre de chromosomes se produit, à la suite de quoi les noyaux résultants reçoivent un seul ensemble de chromosomes. Les sporophytes de nombreuses algues sont diploïdes et la méiose dans le cycle de leur développement coïncide avec le moment de la formation des spores, à partir desquelles se développent des gamétosporophytes haploïdes ou des gamétophytes. Cette méiose s'appelle réduction des spores. Sporophytes d'algues rouges plus primitives (genre Cladophore, ectocarpe et bien d'autres), ainsi que des spores haploïdes, forment des spores diploïdes, qui se développent à nouveau en sporophytes. Les spores apparaissant sur les gamétosporophytes servent à l'auto-renouvellement des plantes mères. Les sporophytes et les gamétophytes des algues aux stades les plus élevés d'évolution alternent strictement sans auto-renouvellement.

Dans un certain nombre d'algues, la méiose se produit dans le zygote. Cette méiose s'appelle réduction zygotique et se trouve dans un certain nombre d'espèces d'algues vertes et charophytes. Dans les algues volvox et ulotrix d'eau douce, le sporophyte est représenté par un zygote unicellulaire qui produit jusqu'à 32 zoospores, plusieurs fois plus grandes que les gamètes parentaux en masse, c'est-à-dire il y a essentiellement une réduction des spores.

Certains groupes d'algues ont réduction gamétique, qui est caractéristique des animaux, et non des organismes végétaux. Chez ces algues, la méiose se produit lors de la formation des gamètes, tandis que les cellules restantes du thalle restent diploïdes. Un tel changement de phases nucléaires est inhérent aux diatomées et aux algues fucus brunes, qui sont répandues dans le monde entier (qui comprennent les espèces d'algues marines les plus répandues), et parmi les vertes, dans un grand genre Cladophore. On pense que le développement avec réduction gamétique du noyau confère à ces algues certains avantages par rapport aux autres.

Si la division de réduction se produit dans les sporanges avant la formation de spores de reproduction asexuée (réduction sporique), il y a alors une alternance de générations - un sporophyte diploïde et un gamétophyte haploïde. Ce type de cycle de vie est appelé haplobionte avec spore réduction. Il est caractéristique de certaines algues vertes, de nombreuses algues brunes et rouges.

Enfin, chez quelques algues, la méiose se produit dans les cellules végétatives du thalle diploïde (réduction somatique), à ​​partir desquelles se développent alors des thalles haploïdes. Tel cycle de vie avec réduction somatique connu des algues rouges et vertes.

question test

Types de nutrition des algues.

Types de thalles d'algues.

Caractéristiques de la structure morphologique monadique.

Caractéristiques de la structure morphologique rhizopodiale. Types d'excroissances cytoplasmiques.

Caractérisation de la structure morphologique palmelloide.

Caractérisation de la structure morphologique coccoïde.

Caractérisation de la structure morphologique trichal.

Caractérisation de la structure morphologique hétérotrique.

Caractéristiques de la structure morphologique parenchymateuse.

Caractérisation de la structure morphologique siphonale.

Caractérisation de la structure morphologique siphon-clad.

12. Reproduction asexuée. Types de litiges.

13. Types de propagation végétative des algues.

14. Types de reproduction sexuée des algues.

15. Quelle est la différence entre sporophyte et gamétophyte ?

16. Qu'est-ce qu'un changement hétéromorphe et isomorphe de générations ?

17. Changement de phases nucléaires dans cycle de la vie algues. Réduction sporique, zygotique et gamétique.

3. GROUPES D'ALGUES ÉCOLOGIQUES

Les algues sont réparties sur l'ensemble du globe et se retrouvent dans divers biotopes aquatiques, terrestres et du sol. Divers groupes écologiques sont connus : algues des habitats aquatiques, algues terrestres, algues du sol, algues des sources chaudes, algues des neiges et des glaces, algues des sources hypersalines.

3.1. Habitats aquatiques des algues

3.1.1. Phytoplancton

Le terme « phytoplancton » désigne un ensemble d'organismes végétaux flottant dans la colonne d'eau. Les algues planctoniques sont le principal, et dans certains cas le seul, producteur de matière organique primaire, sur la base de laquelle tous les êtres vivants d'un réservoir existent. La productivité du phytoplancton dépend d'un ensemble de facteurs variés.

Les algues planctoniques vivent dans une variété de plans d'eau - de l'océan aux flaques d'eau. De plus, la plus grande diversité des conditions écologiques dans les masses d'eau intérieures, par rapport aux mers, détermine également la plus grande diversité de la composition des espèces et des complexes écologiques du plancton d'eau douce.

Phytoplancton des écosystèmes d'eau douce caractérisée par une saisonnalité prononcée. A chaque saison, un ou plusieurs groupes d'algues prédominent dans la retenue, et lors des périodes de développement intensif, souvent une seule espèce domine. Ainsi en hiver, sous la glace (surtout lorsque la glace est recouverte de neige), le phytoplancton est très pauvre voire quasi absent par manque de lumière. Le développement végétatif des algues planctoniques en tant que communauté commence en mars-avril, lorsque le niveau d'ensoleillement devient suffisant pour la photosynthèse des algues même sous la glace. À cette époque, de nombreux petits flagellés apparaissent - des euglénoïdes, des dinophytes, des dorés, ainsi que des diatomées qui aiment le froid. Pendant la période de débâcle jusqu'à ce que la stratification de la température soit établie, ce qui se produit généralement lorsque la couche d'eau supérieure se réchauffe jusqu'à 10–12 ° C, le développement rapide du complexe de diatomées qui aime le froid commence. En été, lorsque la température de l'eau est supérieure à 15C°, la productivité maximale des algues bleues, euglénoïdes et vertes est observée. Selon le type trophique et limnologique du plan d'eau, une « éclosion » de l'eau peut se produire à ce moment, causée par le développement d'algues bleues et vertes.

L'une des caractéristiques essentielles du phytoplancton d'eau douce est l'abondance d'algues temporairement planctoniques. Un certain nombre d'espèces considérées comme typiquement planctoniques dans les étangs et les lacs ont une phase de fond ou de périphyton (attachée à tout objet) dans leur développement.

phytoplancton marin se compose principalement de diatomées et de dinophytes. Parmi les diatomées, les représentants des genres sont particulièrement nombreux. Hétocéros, Rhizosolenia, Thalassiosira et quelques autres qui sont absents du plancton d'eau douce. La composition des formes flagellaires des algues dinophytes est très diversifiée dans le phytoplancton marin. Représentants des primesiophytes, présentés dans eaux douces juste quelques types. Bien que l'environnement marin soit relativement homogène sur de vastes zones, il n'y a pas d'uniformité similaire dans la distribution du phytoplancton marin. Les différences dans la composition et l'abondance des espèces s'expriment souvent même dans des zones relativement petites d'eaux marines, mais elles se reflètent particulièrement clairement dans la zonalité géographique à grande échelle de la distribution. Ici, l'effet écologique des principaux facteurs environnementaux se manifeste: salinité de l'eau, température, éclairage et teneur en nutriments.

Les algues planctoniques ont généralement des adaptations spéciales pour vivre en suspension. Certains ont divers types d'excroissances et d'appendices du corps - pointes, soies, excroissances de corne, membranes. D'autres forment des colonies qui sécrètent abondamment du mucus. D'autres encore accumulent dans l'organisme des substances qui augmentent leur flottabilité (gouttes de graisse chez les diatomées, vacuoles gazeuses chez les bleus-verts). Ces formations sont beaucoup plus développées dans les phytoplancteurs marins que dans ceux d'eau douce. L'une des adaptations à l'existence dans la colonne d'eau en suspension est la petite taille du corps des algues planctoniques.

3.1.2. Phytobenthos

Phytobenthos fait référence à un ensemble d'organismes végétaux qui sont adaptés pour exister à l'état attaché ou non attaché au fond des plans d'eau et sur divers objets, organismes vivants et morts dans l'eau.

La possibilité de croissance d'algues benthiques dans des habitats spécifiques est déterminée par des facteurs abiotiques et biotiques. Parmi les facteurs biotiques, la concurrence avec d'autres algues et la présence de consommateurs jouent un rôle important. Cela conduit au fait que certains types d'algues benthiques ne poussent pas à n'importe quelle profondeur et pas dans tous les plans d'eau avec un régime lumineux et hydrochimique approprié. La lumière est particulièrement importante pour la croissance des algues benthiques en tant qu'organismes photosynthétiques. Mais le degré de son utilisation est influencé par d'autres facteurs environnementaux: la température, la teneur en substances biogènes et biologiquement actives, les sources d'oxygène et de carbone inorganique et, surtout, le taux d'entrée de ces substances dans le thalle, qui dépend de la concentration des substances et la vitesse de déplacement de l'eau. En règle générale, les endroits où le mouvement de l'eau est intense se distinguent par le développement luxuriant d'algues benthiques.

Algues benthiques poussant dans des conditions d'activité mouvement de l'eau, bénéficient d'avantages par rapport aux algues poussant dans des eaux lentes. Le même niveau de photosynthèse peut être atteint par des organismes phytobenthiques dans des conditions d'écoulement avec moins d'éclairage, ce qui contribue à la croissance de thalles plus gros. De plus, le mouvement de l'eau empêche les particules de limon de se déposer sur les rochers et les pierres, ce qui interfère avec la fixation des ébauches d'algues, favorise la croissance des algues de fond, éliminant les animaux mangeurs d'algues de la surface du sol. Enfin, bien qu'un fort courant ou un fort ressac provoque des dommages aux thalles d'algues ou leur décollement du sol, le mouvement de l'eau n'empêche toujours pas l'installation d'espèces d'algues microscopiques ou d'étages microscopiques d'algues macrophytes.

L'influence du mouvement de l'eau sur le développement des algues benthiques est particulièrement perceptible dans les rivières, les ruisseaux et les ruisseaux de montagne. Dans ces réservoirs, un groupe d'organismes benthiques se distingue, préférant les endroits à fort courant. Dans les lacs où il n'y a pas de forts courants, le mouvement des vagues est d'une importance primordiale. Dans les mers, les vagues ont également un impact important sur la vie des algues benthiques, notamment sur leur répartition verticale.

Dans les mers du nord, la répartition et l'abondance des algues benthiques sont influencées par la glace. Selon son épaisseur, son mouvement et son hummockage, les fourrés d'algues peuvent être détruits (effacés) jusqu'à plusieurs mètres de profondeur. Ainsi, par exemple, dans l'Arctique, les algues brunes vivaces ( Fucus, Laminaire) est plus facile à trouver près du rivage parmi les rochers et les corniches rocheuses qui entravent le mouvement de la glace.

Diverses influences sur la vie des algues benthiques ont Température. Avec d'autres facteurs, il détermine leur taux de croissance, le taux et la direction du développement, le moment de la ponte de leurs organes reproducteurs et la zonalité géographique de la distribution.

Le développement intensif des algues est également facilité par une teneur modérée dans l'eau. nutriments. Dans les eaux douces, de telles conditions sont créées dans les étangs peu profonds, dans la zone côtière des lacs, dans les marigots des rivières, dans les mers - dans les baies peu profondes.

Si, dans de tels endroits, il y a suffisamment d'éclairage, un sol solide et un faible mouvement de l'eau, des conditions optimales sont créées pour la vie du phytobenthos. En l'absence de mouvement de l'eau et de son enrichissement insuffisant en nutriments, les algues benthiques poussent mal. De telles conditions existent dans les baies rocheuses avec une grande pente de fond et des profondeurs importantes au centre, car les nutriments des sédiments du fond ne sont pas évacués vers les horizons supérieurs. De plus, les algues macroscopiques, qui servent de substrat à de nombreuses petites formes d'algues benthiques, peuvent être absentes de ces habitats.

Les sources de substances biogènes dans l'eau sont le ruissellement côtier et les sédiments de fond. Le rôle de ces derniers en tant qu'accumulateurs de résidus organiques est particulièrement important. Dans les sédiments de fond, du fait de l'activité vitale des bactéries et des champignons, il se produit une minéralisation des résidus organiques ; les substances organiques complexes sont converties en composés inorganiques simples utilisables par les plantes photosynthétiques.

En plus de la lumière, du mouvement de l'eau, de la température et de la teneur en éléments nutritifs, la croissance des algues benthiques dépend de la présence d'animaux aquatiques herbivores- oursins, gastéropodes, crustacés, poissons. Ceci est particulièrement visible dans les fourrés d'algues de varech, qui sont de grande taille. Dans les mers tropicales, à certains endroits, les poissons mangent complètement des algues vertes, brunes et rouges avec un thalle mou. Les gastéropodes, rampant le long du fond, mangent des algues microscopiques et de petits semis d'espèces macroscopiques.

Les algues benthiques prédominantes dans les eaux continentales sont les diatomées, algues filamenteuses vertes, bleu-vert et jaune-vert, fixées ou non au substrat.

Les principales algues benthiques des mers et des océans sont des formes de thalles attachés macroscopiques brunes et rouges, parfois vertes. Tous peuvent être envahis par de petites diatomées, bleu-vert et autres algues.

Selon le lieu de croissance des algues benthiques, on distingue les groupes écologiques suivants:

épilithes- poussent à la surface d'un sol solide (roches, pierres);

épipelite- habiter la surface des sols meubles (sable, limon);

épiphytes– épizoïtes– vivent à la surface des plantes/animaux ;

endophytes– endozoïtes ou endosymbiontes- vivent à l'intérieur du corps des plantes / animaux, mais se nourrissent d'eux-mêmes (ont des chloroplastes et une photosynthèse);

endolithes- vivent dans un substrat calcaire (roches, coquilles de mollusques, coquilles de crustacés).

Parfois, un groupe d'organismes est distingué encrassement, ou périphyton. Les organismes inclus dans ce groupe vivent sur des objets se déplaçant ou s'écoulant principalement avec de l'eau. De plus, ils sont éloignés du fond et se trouvent dans des conditions de lumière, de nourriture et de température différentes de celles des organismes des véritables habitations du fond.

L'encrassement comprend les microalgues et les algues macrophytes. Les algues microscopiques (bleu-vert et diatomées) forment un film visqueux bactérien-algal-détritique sur le substrat introduit dans le milieu aquatique. Ensuite, les macroalgues (rouges, brunes et vertes) se déposent sur le microfilm primaire avec les animaux. Cela crée de sérieux obstacles à l'activité économique humaine. En raison de l'encrassement, la vitesse de déplacement des navires et l'efficacité des instruments hydroacoustiques diminuent, la consommation de carburant augmente, le lestage et la corrosion des structures sous-marines se produisent. De plus, le film visqueux formé par les encrassements peut perturber le fonctionnement des conduites d'eau, obstruer les ouvertures des prises d'eau et des canalisations, et perturber les processus de transfert de chaleur dans les groupes frigorifiques.

Les organismes salissants attachés qui vivent sur les structures sous-marines dans la zone intertidale et à des profondeurs allant jusqu'à 1 m sont généralement éliminés en hiver sous l'influence d'un assèchement prolongé et de l'abrasion de la glace. Par conséquent, des communautés d'encrassement caractéristiques du stade pionnier de la succession biologique se forment ici chaque année au printemps et en été. Les espèces dominantes de ces communautés, avec les balanes et les mollusques, sont souvent des algues macrophytes. Dans la zone sublittorale des structures sous-marines - d'une profondeur de 0,7-0,9 m à leur base (6-12 m) - un encrassement pérenne se développe. Elle est dominée par des algues brunes du genre Saccharine et costaria. La biomasse de ces grandes algues dans les latitudes tempérées peut être très importante et s'élever à plusieurs dizaines de kilogrammes par mètre carré.

Les algues salissantes peuvent également exister dans l'air ( aérophyton). Parmi celles-ci, les algues vertes et bleu-vert prédominent. Dans certaines conditions, les algues aérophytons peuvent endommager les matériaux industriels et de construction, les monuments architecturaux, les peintures, etc., s'ils ne sont pas protégés par des revêtements toxiques. Les dommages sont causés par les produits métaboliques des salissures, principalement des acides organiques. Les algues Aerophyton sont particulièrement courantes dans les tropiques humides, où il y a suffisamment de chaleur, d'humidité et de poussière d'origine organique, qui est un milieu nutritif pour leur développement. Les biodommages qui en résultent peuvent être importants.

épilithes. Les algues attachées appartiennent à ce groupe. Ils habitent la surface des pierres, formant des revêtements croustillants ou des coussinets plats, ou ont des organes de fixation spéciaux - les rhizoïdes. Un développement intensif des épilithes est observé dans les réservoirs à fond solide et à débit d'eau rapide. Les épilithes typiques sont des représentants des algues dorées du genre Hydrure, algues brunes du genre Saccharina, Laminaria, Costaria et etc.

épipelite. Algues lâches se répandant le long du fond, liant et renforçant le substrat. Souvent, ils sont représentés par des diatomées, des algues dorées, des euglénoïdes, des cryptophytes, des dinophytes, rampant librement sur le substrat. L'organe d'attache des épipélites est parfois de courts rhizoïdes, qui ne peuvent s'enraciner profondément. Seules les algues Chara avec leurs longs rhizoïdes se développent bien sur le fond vaseux.

Habituellement, les organes de fixation des épilithes et des épipélites sont des formations spéciales - la semelle, la jambe, le pied, le cordon muqueux ou le coussinet muqueux, le rouleau, etc.

épiphytes / épizoïtes. Les algues utilisent des organismes vivants comme substrat. Les épizoïtes sont des algues qui vivent sur les animaux. À la surface des coquilles de mollusques, il y a de petites feuilles vertes ( Edogonium, Cladophora, Ulva) Et rouge ( Gélidium, Palmaria,) algues ; sur les éponges - vertes, bleu-vert et diatomées. Les épizoïtes vivent sur des crustacés, des rotifères, moins souvent sur des insectes ou des larves non aquatiques, des vers et même des animaux plus gros. Les épizoïtes comprennent des espèces d'algues vertes et charophytes des genres Chlorangiella, Charatsiochloris, Korzhikoviella, Chlorangiopsis La plupart des épizoïtes ne peuvent pas exister isolés du substrat. Sur les animaux morts ou sur leurs coquilles tombées pendant la mue, les algues meurent généralement.

Les épiphytes sont des algues qui vivent sur les plantes. Entre la plante-substrat (basifite) et la plante-épiphyte il existe des liaisons à court terme. Le phénomène complexe et intéressant de l'épiphytisme est encore mal compris. Il existe des cas fréquents d'épiphytisme double voire triple, lorsque certaines algues, se fixant sur d'autres formes plus grandes, sont elles-mêmes un substrat pour d'autres espèces plus petites ou microscopiques. Parfois, l'état physiologique de la plante de substrat est important pour le développement des épiphytes. Le nombre d'épiphytes, en règle générale, augmente avec le vieillissement des algues basiphytes. Par exemple, la plus grande richesse en espèces d'algues edogonia épiphytes est observée sur les plantes aquatiques mortes ( Mannik, roseau, carex).

Endophytes / endozoïtes, ou endosymbiontes

Endosymbiontes, ou symbiotes intracellulaires - algues vivant dans les tissus ou les cellules d'autres organismes (invertébrés ou algues). Ils forment une sorte de groupe écologique. Les symbiotes intracellulaires ne perdent pas leur capacité de photosynthèse et de reproduction à l'intérieur des cellules hôtes. Une variété d'algues peuvent être des endosymbiontes, mais les plus nombreuses sont des endosymbioses d'algues vertes et jaune-vert unicellulaires avec des animaux unicellulaires. Les algues participant à de telles symbioses sont respectivement appelées zoochlorelle et zooxanthelles. Les algues vertes et jaune-vert forment des endosymbioses avec des organismes multicellulaires : éponges, hydres, etc. Les endosymbioses des algues bleu-vert avec des protozoaires sont appelées syncyanose. Souvent, d'autres types de cyanobactéries peuvent se déposer dans le mucus de certaines espèces bleu-vert. Ils utilisent généralement des composés organiques prêts à l'emploi, qui se forment en abondance lors de la décomposition du mucus de la colonie de la plante hôte et se multiplient intensément.

Les endophytes les plus courants sont des représentants de l'or (types de genres Chromuline, Mixochloris) et vert (genre Chlorochitrium, Chlamydomyxa) algues qui habitent le corps des lentilles d'eau et des mousses de sphaigne. Algues vertes du genre Carterie se dépose dans les cellules épidermiques du ver ciliaire Convoluté, une espèce du genre Chlorelle- dans les vacuoles des protozoaires, et des espèces du genre Chlorocoque- dans les cellules d'algues cryptophytes Cyanophore.

3.1.3. Algues des écosystèmes aquatiques extrêmes

Algues de sources chaudes. Les algues qui végètent entre 35 et 85°C sont appelées thermophile. Souvent, la température élevée de l'environnement est associée à une teneur élevée en sels minéraux ou en substances organiques (eaux usées chaudes très polluées provenant d'usines, d'usines, de centrales électriques ou de centrales nucléaires). Les habitants typiques des eaux chaudes sont les algues bleues et, dans une moindre mesure, les diatomées et les algues vertes.

Algues de neige et de glace. Les algues qui poussent à la surface de la glace et de la neige sont appelées cryophile. Se développant en grand nombre, ils peuvent provoquer des "efflorescences" vertes, jaunes, bleues, rouges, brunes ou noires de neige ou de glace. Parmi les algues cryophiles, les algues vertes, bleu-vert et diatomées prédominent. Seules quelques-unes de ces algues ont des stades dormants ; la plupart n'ont pas d'adaptations morphologiques spéciales pour supporter les basses températures.

Algues d'eau salée a obtenu le nom halophile ou halobiontes. De telles algues végètent à une concentration accrue de sels dans l'eau, atteignant 285 g/l, dans les lacs à prédominance de chlorure de sodium et 347 g/l dans les lacs Glauber. À mesure que la salinité augmente, le nombre d'espèces d'algues diminue; une salinité très élevée n'est tolérée que par quelques-uns d'entre eux. Dans les réservoirs salins (hyperhalins), les algues vertes mobiles unicellulaires prédominent - hyperhalobes, dont les cellules sont dépourvues de membrane et entourées d'un plasmalemme ( Asteromonas, Pédinomonas). Ils se distinguent par une teneur accrue en chlorure de sodium dans le protoplasme, une pression osmotique intracellulaire élevée et une accumulation de caroténoïdes et de glycérol dans les cellules. Dans certains réservoirs de sélénium, ces algues peuvent provoquer une "floraison" rouge ou verte de l'eau. Le fond des réservoirs hypersalins est parfois entièrement recouvert d'algues bleues ; les espèces des genres prédominent parmi eux Oscillatoire, Spiruline etc. Avec une diminution de la salinité, on observe une augmentation de la diversité spécifique des algues : en plus des algues bleu-vert, des diatomées apparaissent (espèces des genres Navicule, Nietzschia).

3.2. Algues des habitats hors de l'eau

Bien que l'eau soit le principal milieu de vie de la plupart des algues, en raison de la nature eurytopique de ce groupe d'organismes, elles développent avec succès divers habitats hors de l'eau. En présence d'humidité au moins périodique, beaucoup d'entre eux se développent sur divers objets terrestres - rochers, écorces d'arbres, clôtures, etc. Le sol est un habitat favorable aux algues. De plus, on connaît de telles communautés d'algues endolithiques dont le principal milieu de vie est le substrat calcaire qui les entoure.

Les communautés formées par les algues des habitats hors de l'eau sont divisées en aérophiles, édaphophiles et lithophiles.

3.2.1. Algues aérophiles

Le principal milieu de vie des algues aérophiles est l'air qui les entoure. Les habitats typiques sont la surface de divers substrats solides hors sol (roches, pierres, écorces d'arbres, murs de maisons, etc.). Selon le degré d'humidité, ils sont divisés en deux groupes: air et eau-air. algues aériennes vivent dans des conditions d'humidité atmosphérique uniquement et connaissent un changement constant d'humidité et de séchage. Algues eau-air exposés à une irrigation constante avec de l'eau (sous les embruns des cascades, dans la zone de surf, etc.).

Les conditions d'existence de ces algues sont très particulières et se caractérisent tout d'abord par le changement fréquent de deux facteurs - l'humidité et la température. Les algues qui vivent dans des conditions d'humidité exclusivement atmosphérique sont souvent obligées de passer d'un état d'humidité excessive (par exemple, après une tempête de pluie) à un état d'humidité minimale pendant les périodes sèches, lorsqu'elles se dessèchent tellement qu'elles peuvent être broyées en poudre. Les algues eau-air vivent dans des conditions d'humidité relativement constante, mais elles subissent également des fluctuations importantes de ce facteur. Par exemple, les algues vivant sur la roche, irriguées par les embruns des cascades, dans heure d'été lorsque le ruissellement diminue significativement, ils connaissent un déficit hydrique. Les communautés aérophiles sont soumises à des fluctuations constantes de température. Ils deviennent très chauds pendant la journée, se refroidissent la nuit et gèlent en hiver. Certes, certaines algues aérophiles vivent dans des conditions assez constantes (sur les parois des serres). Mais en général, relativement peu d'algues, représentées par des formes microscopiques unicellulaires, coloniales et filamenteuses d'algues bleu-vert et vertes et, dans une bien moindre mesure, de diatomées, se sont adaptées aux conditions défavorables à l'existence de ce groupe. Des formes aérophiles sont également connues parmi les algues rouges du genre porphyridie et etc.; on les trouve sur des pierres, des vieux murs de serres. Le nombre d'espèces trouvées dans les groupes aérophiles est proche de 300. Avec le développement des algues aérophiles en masse, elles se présentent généralement sous la forme de dépôts poudreux ou muqueux, de masses feutrées, de films mous ou durs et de croûtes.

Sur l'écorce des arbres, les colons communs sont les algues vertes omniprésentes du genre Pleurocoque, Chlorelle, Chlorocoque. Le bleu-vert et les diatomées sont beaucoup moins communs sur les arbres. Il existe des preuves que les algues principalement vertes poussent sur les gymnospermes.

Les groupes d'algues vivant à la surface des roches exposées ont une composition systématique différente. Les diatomées et certaines algues vertes, principalement unicellulaires, se développent ici, mais les représentants des algues bleu-vert sont les plus courants pour ces habitats. Les algues et les bactéries qui les accompagnent forment un « bronzage de montagne » (pellicules et croûtes rocheuses) sur les roches cristallines de diverses chaînes de montagnes. Dans la jonque, s'accumulant dans les recoins des rochers, vivent généralement des algues vertes unicellulaires et des algues bleu-vert. Les croissances d'algues sont particulièrement abondantes à la surface des roches humides. Ils forment des films et des excroissances de différentes couleurs. En règle générale, les espèces équipées de muqueuses épaisses vivent ici. Selon l'intensité de la lumière, le mucus se colore plus ou moins intensément, ce qui détermine la couleur des excroissances. Ils peuvent être vert vif, dorés, bruns, violets, presque noirs, selon les espèces qui les composent. Les représentants des algues bleu-vert en tant qu'espèces des genres sont particulièrement typiques des roches irriguées. Gléokapsa, Tolipotrix, Spirogyre Dans les excroissances sur roches humides, on peut aussi trouver des diatomées des genres frustulie, Ahnantes et etc.

Ainsi, les communautés aérophiles d'algues sont très diverses et se présentent dans des conditions à la fois assez favorables et extrêmes. Les adaptations externes et internes à un tel mode de vie sont diverses et similaires à celles des algues du sol, en particulier celles qui se développent à la surface du sol.

3.2.2. Algues édafophiles

Le principal milieu de vie des algues édafophiles est le sol. Les habitats typiques sont la surface et l'épaisseur de la couche de sol, qui a un effet physique et chimique sur les biotes. Selon la localisation des algues et leur mode de vie, trois groupes se distinguent au sein de ce type : algues terrestres, se développant massivement à la surface du sol dans des conditions d'humidité atmosphérique; pays de l'eau algue, se développant massivement à la surface du sol, constamment saturé d'eau; algues du sol habitant la couche de sol.

Le sol en tant que biotope est similaire aux habitats aquatiques et aériens : il contient de l'air, mais saturé de vapeur d'eau, ce qui assure la respiration de l'air atmosphérique sans menace de dessèchement. propriété. ce qui distingue fondamentalement le sol des biotopes ci-dessus est son opacité. Ce facteur a une influence décisive sur le développement des algues. Cependant, dans l'épaisseur du sol, où la lumière ne pénètre pas, des algues viables se trouvent jusqu'à 2 m de profondeur dans les terres vierges et jusqu'à 2,7 m dans les terres arables. Cela s'explique par la capacité de certaines algues à passer à la nutrition hétérotrophe dans l'obscurité.

Un petit nombre d'algues se trouvent dans les couches profondes du sol. Pour maintenir leur viabilité, les algues du sol doivent pouvoir tolérer une humidité instable, de fortes variations de température et une forte insolation. Ces propriétés leur sont fournies par un certain nombre de caractéristiques morphologiques et physiologiques. Par exemple, les algues du sol sont relativement petites par rapport aux formes aquatiques correspondantes de la même espèce. Avec une diminution de la taille des cellules, leur capacité de rétention d'eau et leur résistance à la sécheresse augmentent. Un rôle important dans la résistance à la sécheresse des algues du sol est joué par la capacité de former abondamment du mucus - colonies muqueuses, couvertures et enveloppes, constituées de polysaccharides hydrophiles. En raison de la présence de mucus, les algues absorbent rapidement l'eau lorsqu'elles sont humidifiées et la stockent, ralentissant le séchage. Une viabilité frappante est démontrée par les algues du sol stockées à l'état sec dans des échantillons de sol. Si un tel sol après des décennies est placé sur un milieu nutritif, il sera alors possible d'observer le développement d'algues.

Une caractéristique des algues du sol est la végétation "éphémère" - la capacité de passer rapidement d'un état de repos à une vie active et vice versa. Ils sont également capables de supporter des variations de température sur une très large plage : de -200 à +84°C. Les algues du sol (principalement bleu-vert) sont résistantes aux rayonnements ultraviolets et radioactifs.

La grande majorité des algues du sol sont des formes microscopiques, mais elles peuvent souvent être vues à la surface du sol à l'œil nu. Le développement massif de telles algues peut provoquer le verdissement des pentes des ravins et des bords de routes forestières.

La composition systématique des algues du sol est assez diversifiée. Parmi elles, les algues bleues et vertes sont représentées dans des proportions à peu près égales. Le jaune-vert et les diatomées sont moins diversifiés dans les sols.

3.2.3. algues lithophiles

Le principal milieu de vie des algues lithophiles est le substrat calcaire dense et opaque qui les entoure. Habitats typiques - dans les profondeurs de roches dures d'une certaine composition chimique, entourées d'air ou immergées dans l'eau. Il existe deux groupes d'algues lithophiles : forage d'algues, qui sont activement introduits dans le substrat de chaux ; algues formant du tuf, déposant de la chaux autour de leur corps et vivant dans les couches périphériques du milieu qu'ils déposent, dans les limites accessibles à l'eau et à la lumière. Au fur et à mesure que les dépôts s'accumulent, ils meurent.

question test

1. Décrire les principaux groupes écologiques d'algues dans les habitats aquatiques : phytoplancton et phytobenthos.

2. Différences entre phytoplancton d'eau douce et marin. Représentants du phytoplancton marin et d'eau douce.

3. Adaptations morphologiques des algues à un mode de vie planctonique.

4. Changements saisonniers des indicateurs qualitatifs et quantitatifs du phytoplancton d'eau douce.

5. Différences entre le phytobenthos d'eau douce et marin. Composition systématique du phytobenthos marin et d'eau douce.

6. Groupes écologiques de phytobenthos en relation avec le substrat (épilites, épipélites, épiphytes, endophytes).

7. Qu'est-ce que l'encrassement ? Quelles algues peuvent constituer ce groupe écologique ?

8. Algues aérophiles. Adaptations aux conditions environnementales extrêmes. Composition systématique des algues de l'air.

9. Algues édafophiles. Adaptations aux conditions environnementales. Composition systématique des algues du sol.

10. Algues lithophiles.

4. RÔLE DES ALGUES DANS LA NATURE ET SIGNIFICATION PRATIQUE

Le rôle des algues dans les écosystèmes naturels. Dans les biocénoses aquatiques, les algues jouent le rôle de producteurs. En utilisant l'énergie de la lumière, ils sont capables de synthétiser des substances organiques à partir de substances inorganiques. Selon l'analyse au radiocarbone, la production primaire moyenne des océans, due à l'activité vitale des algues, est de 550 kg de carbone pour 1 hectare et par an. La valeur totale de sa production primaire est de 550,2 milliards de tonnes (en biomasse brute) par an et, selon les scientifiques, la contribution des algues à la production totale de carbone organique de notre planète varie de 26 à 90 %. Les algues jouent un rôle important dans le cycle de l'azote. Ils sont capables d'utiliser à la fois des sources d'azote organiques (urée, acides aminés, amides) et inorganiques (ions ammonium et nitrate). Un groupe unique sont les algues bleu-vert, qui sont capables de fixer l'azote gazeux, le convertissant en composés disponibles pour d'autres plantes.

Les algues sont productrices d'oxygène. Les algues au cours de leur activité vitale libèrent de l'oxygène, qui est nécessaire à la respiration des organismes aquatiques. Dans le milieu aquatique (en particulier dans les mers et les océans), les algues sont pratiquement les seules productrices d'oxygène libre. De plus, ils jouent un rôle important dans l'équilibre global de l'oxygène sur Terre, car les océans sont le principal régulateur de l'équilibre de l'oxygène dans l'atmosphère terrestre.

Algues - environnement pour d'autres organismes aquatiques. En formant des forêts sous-marines, les algues macrophytes créent des écosystèmes hautement productifs qui fournissent nourriture, abri et protection à de nombreux autres organismes vivants. Il a été constaté qu'une colonne d'eau d'un volume de 5 litres avec un spécimen d'algues brunes Cystosère contient jusqu'à 60 000 individus de divers invertébrés, y compris des mollusques, des acariens et des crustacés.

Algues - les pionniers de la végétation. Les algues terrestres peuvent se déposer sur les rochers nus, le sable et d'autres endroits stériles. Après leur mort, la première couche du futur sol se forme. Les algues du sol sont impliquées dans la formation de la structure et de la fertilité du sol.

Les algues comme facteur géologique. Le développement des algues dans les époques géologiques passées a conduit à la formation d'un certain nombre de roches. Avec les animaux, les algues ont participé à la formation des récifs dans les océans. S'installant plus près de la surface de l'eau, ils formaient les crêtes de ces récifs. Les structures récifales d'algues rouges sont connues en Crimée sous le nom de pics de Yaila et autres.Les algues bleu-vert ont participé à la formation de calcaire-stromatolites, charophytes - à la formation de calcaire-charocytes (des gisements similaires ont été trouvés à Tuva). Les cocolithophores participent à la formation des roches du Crétacé (95% des roches du Crétacé sont constituées des restes des coquilles de ces algues). L'accumulation massive de coquilles de diatomées a conduit à la formation de diatomite (farine de montagne), dont d'importants gisements ont été découverts dans le territoire de Primorsky, l'Oural et Sakhaline. Les algues étaient à l'origine des composés liquides et solides ressemblant à du pétrole - sapropels, schistes chauds, charbons.

L'activité active des algues dans la formation des roches est constatée dans certaines régions à l'heure actuelle. Ils absorbent le carbonate de calcium et forment des produits minéralisés. Ces processus sont particulièrement actifs dans les eaux tropicales à hautes températures et basses pressions partielles.

Les algues de forage sont de la plus haute importance dans la destruction des roches. Ils desserrent lentement et de manière persistante les substrats calcaires, les rendant disponibles pour les intempéries, l'effritement et l'érosion.

Relations symbiotiques avec d'autres organismes. Les algues forment plusieurs symbioses importantes. Premièrement, ils forment des lichens avec des champignons, et deuxièmement, en tant que zooxanes, ils cohabitent avec certains invertébrés, tels que les éponges, les ascidies, les coraux de récif. Un certain nombre de cyanophytes forment des associations avec des plantes supérieures.

Les algues sont d'une grande importance pratique dans la vie quotidienne et les activités humaines, apportant à la fois des avantages et des inconvénients. Les grandes algues, principalement marines, sont connues depuis l'Antiquité et utilisées depuis longtemps dans l'économie humaine.

Les algues comme nourriture. L'homme mange principalement des algues, surtout très utilisées par les habitants de l'Asie du Sud-Est et des îles du Pacifique. En Chine, l'utilisation des algues dans l'alimentation est connue depuis le IXe siècle av. e. Parmi les algues macrophytes (multicellulaires vertes, brunes et rouges), il n'y a pas d'espèces toxiques, car elles ne contiennent pas d'alcaloïdes - substances à effet narcotique et toxique. Environ 160 espèces d'algues diverses sont utilisées pour l'alimentation. En termes de qualités nutritionnelles, les algues ne sont pas inférieures à de nombreuses cultures agricoles. Ils contiennent un grand pourcentage de protéines, de glucides et de graisses. Les algues sont une excellente source de vitamines C, A, D, du groupe B, de riboflavine, d'acides pantothénique et folique, d'oligo-éléments.

À partir d'algues microscopiques, les espèces terrestres bleu-vert du genre sont utilisées pour l'alimentation. Nostok, qui servent de nourriture en Chine et en Amérique du Sud. Au Japon, on utilise du pain d'orge "tengu" - ce sont de puissantes couches de masse gélatineuse dense sur les pentes de certains volcans, constituées d'algues bleu-vert des genres Gleokapsa, Geoteke, Microcystis avec un mélange de bactéries. Spiruline utilisé par les Aztèques dès le XVIe siècle, faisant des gâteaux à partir d'algues séchées, et la population de la région du lac Tchad en Amérique du Nord prépare encore un produit appelé dihe à partir de cette algue. Spiruline contient une grande quantité de protéines, et il est largement cultivé dans un certain nombre de pays.

Les algues comme engrais. Les algues contiennent une quantité suffisante de substances organiques et minérales, elles sont donc utilisées depuis longtemps comme engrais. Les avantages de ces engrais sont qu'ils ne contiennent pas de graines de mauvaises herbes et de spores de champignons phytopathogènes et surpassent presque tous les types d'engrais appliqués en teneur en potassium. Les algues bleues fixatrices d'azote sont largement utilisées dans les rizières à la place des engrais azotés. Il a été démontré que les engrais à base d'algues peuvent augmenter la germination des graines, le rendement et la résistance aux maladies.

Les propriétés curatives des algues. Les algues sont largement utilisées dans la médecine populaire comme vermifuge et pour le traitement d'un certain nombre de maladies, telles que le goitre, les troubles nerveux, la sclérose, les rhumatismes, le rachitisme, etc. Il a été démontré que les extraits de nombreux types d'algues contiennent des substances antibiotiques qui peuvent réduire la tension artérielle. Extraits de Sargasses, Laminaires et Saccharines dans des expériences sur des souris, la croissance des sarcomes et des cellules leucémiques a été supprimée. Aux États-Unis et au Japon, des médicaments ont été obtenus auprès d'eux qui aident à éliminer les radionucléides du corps. L'efficacité de ces absorbants atteint 90–95%.

Les algues comme source de matières premières industrielles. Depuis le siècle dernier, les algues sont utilisées pour produire de la soude et de l'iode. Actuellement, l'acide alginique et ses sels, les alginates, ainsi que les carraghénanes et l'agar, sont obtenus à partir d'algues.

L'alcool de mannitol est obtenu à partir d'algues brunes - une matière première nécessaire pour la pharmacologie et Industrie alimentaire dans la fabrication de médicaments et de produits alimentaires pour diabétiques.

Le rôle négatif des algues. Un certain nombre d'algues (bleu-vert, dinophytes, dorées, vertes) sécrètent des toxines qui peuvent provoquer diverses maladies chez les animaux, les plantes et les humains, dont certaines peuvent être mortelles. Parmi les algues dinophytes qui provoquent des "marées rouges" dans de vastes zones marines, les espèces du genre sont toxiques Gymnodynium, Noktilyuka, Amphidinium et autres Le plus grand nombre d'espèces toxiques a été trouvé parmi les algues bleu-vert. Par leur action, les toxines des algues bleues sont plusieurs fois supérieures aux poisons tels que le curare et le botulique. La toxicité des algues se manifeste par la mort massive d'hydrobiontes, d'oiseaux aquatiques, d'empoisonnements et d'autres maladies humaines qui surviennent par inhalation, en utilisant de l'eau, en mangeant des mollusques, des poissons, etc.

Avec un fort développement - "floraison des réservoirs", certaines algues (dorées, jaune-vert, bleu-vert) peuvent donner à l'eau une odeur et un goût désagréables, rendant l'eau imbuvable.

Une croissance excessive d'algues peut empêcher l'eau de passer à travers les filtres d'admission. On sait que l'encrassement des navires par les algues augmente considérablement les coûts d'exploitation. Les macrophytes peuvent contribuer à la corrosion des matériaux sur les plates-formes pétrolières et autres structures sous-marines.

Le problème de l'encrassement est peut-être le plus ancien dans le développement de l'océan. Tout objet qui entre en contact avec le milieu marin est rapidement recouvert d'une masse d'organismes qui s'y rattachent : animaux et algues. La surface totale des substrats immergés dans la mer représente environ 20% de la surface des parties supérieures du plateau. La biomasse totale de l'encrassement est estimée à des millions de tonnes et les dommages qui en résultent se chiffrent en milliards de dollars (Zvyagintsev, 2005). Sur le plan biologique, il s'agit d'un processus naturel qui fait partie intégrante de la vie de l'hydrosphère. Dans le même temps, le phénomène d'encrassement a suggéré à l'homme l'idée d'élever un certain nombre d'espèces précieuses de mollusques dans des fermes marines à l'échelle industrielle ( Huîtres, Moules, Pétoncles, Huîtres perlières) et les algues ( Saccharines, Porphyre, Gracilaria, Euchema et etc.). Les algues sont des organismes salissants pionniers. Les microalgues, associées aux bactéries, forment un microfilm primaire à la surface des substrats artificiels introduits dans l'eau, qui sert de substrat à la décantation d'autres hydrobiontes. Les macroalgues, ainsi que les crustacés, les mollusques, les hydroïdes et d'autres animaux, forment souvent les premiers stades des communautés d'encrassement pérennes.

question test

1. Le rôle des algues dans l'amélioration de la fertilité des sols.

2. Le rôle des algues dans les écosystèmes aquatiques.

3. Le rôle des algues dans les écosystèmes terrestres.

4. L'importance des algues dans les processus géologiques.

5. Valeur nutritionnelle et biologique des algues. Quelles algues peut-on manger ?

6. Propriétés médicinales des algues.

7. Pourquoi la croissance d'algues dorées et jaune-vert dans les réservoirs est-elle indésirable ? Qu'est-ce que la « floraison » des réservoirs ?

8. Algues qui empoisonnent les animaux et les humains.

9. Le phénomène d'encrassement. Le rôle des algues dans les communautés d'encrassement.

5. SYSTÉMATIQUE MODERNE DES ALGUES

La classification des organismes vivants occupe l'esprit des gens depuis l'époque d'Aristote. Le botaniste suédois Carl Linnaeus a été le premier à appliquer le nom Algae à l'un des groupes de plantes au 18ème siècle et a jeté les bases de phycologie(du grec. Phycos - algues et logos - enseignement) en tant que science. Parmi les algues, Linnaeus n'a distingué que quatre genres : Hara, Fucus, Ulva et Konferva. Au 19ème siècle, la plupart (plusieurs milliers) des genres modernes d'algues ont été décrits. Un grand nombre de nouveaux genres ont nécessité leur regroupement en taxons de rang supérieur. Les premières tentatives de classification étaient basées uniquement sur les caractéristiques externes du thalle. Le scientifique anglais W. Harvey (Harvey, 1836) a été le premier à proposer la coloration du thalle des algues comme caractéristique fondamentale pour l'établissement de grands groupes taxonomiques, ou mégataxes. Il a identifié de grandes séries : Chlorospermeae - algue verte, Melanospermeae - algue brune et Rhodospermeae - algue rouge. Ils ont ensuite été renommés respectivement Chlorophyceae, Phaeophyceae et Rhodophyceae.

Les bases de la systématique moderne des algues ont été posées dans la première moitié du XXe siècle par le scientifique tchèque A. Pascher. Il a établi 10 classes d'algues : bleu-vert, rouge, verte, dorée, jaune-vert, diatomées, brunes, dinophytes, cryptophytes et euglénoïdes. Chaque classe est caractérisée par un ensemble spécifique de pigments, de produits de réserve et la structure des flagelles. Ces différences constantes entre les grands taxons nous ont incités à les considérer comme des groupes phylogénétiques indépendants, non apparentés les uns aux autres, et à abandonner le concept d'algues - Algues comme unité taxonomique spécifique.

Ainsi, le mot "algues" n'est en fait pas un concept systématique, mais écologique et signifie littéralement - "ce qui pousse dans l'eau". Les algues sont des plantes inférieures qui contiennent majoritairement de la chlorophylle, sont capables de nutrition phototrophe et vivent principalement dans l'eau. Toutes les algues, à l'exception des charophytes, contrairement aux plantes supérieures, n'ont pas d'organes génitaux multicellulaires recouverts de cellules stériles.

Les systèmes modernes diffèrent principalement par le nombre et le volume des mégataxes - départements et royaumes. Le nombre de départements varie de 4 à 10-12. Dans la littérature phycologique russe, presque chacune des classes ci-dessus correspond à un département. Dans la littérature étrangère, il y a une tendance à l'élargissement des départements et, par conséquent, à une diminution de leur nombre.

Le schéma de Parker (Parker, 1982) est le plus courant dans les constructions de classification. Elle reconnaît la division entre les formes procaryotes et eucaryotes. Dans les formes procaryotes, les cellules n'ont pas d'organites entourés de membrane. Les procaryotes comprennent les bactéries et les cyanophytes (cyanobactéries). Les formes eucaryotes comprennent toutes les autres algues et plantes. La division des algues a longtemps été un sujet de controverse. Harvey (1836) distinguait les algues principalement par leur couleur. Bien que beaucoup plus de départements soient actuellement reconnus, la composition des pigments, les caractéristiques biochimiques et structurelles de la structure cellulaire sont d'une grande importance. P. Silva (Silva, 1982) distingue 16 classes principales. Les classes diffèrent par la pigmentation, les produits de stockage, les caractéristiques de la paroi cellulaire et l'ultrastructure des flagelles, du noyau, des chloroplastes, des pyrénoïdes et des ocelles.

De nouvelles informations sur l'ultrastructure des algues, obtenues ces dernières décennies par les méthodes de la microscopie électronique, de la génétique et de la biologie moléculaire, permettent d'étudier les moindres détails de la structure cellulaire. Des "explosions" d'informations encouragent périodiquement les scientifiques à reconsidérer les idées traditionnelles établies sur la systématique des algues. Le flux constant d'informations nouvelles stimule de nouvelles approches de classification, et chaque schéma proposé reste inévitablement approximatif. Selon les données modernes, les organismes traditionnellement considérés parmi les plantes inférieures dépassent le Règne Végétal. Ils sont inclus dans un grand nombre de groupes évoluant indépendamment. Le tableau montre dans différentes interprétations les mégataxons, qui incluent les algues. Comme on peut le voir, différents taxons d'algues peuvent appartenir à différents phyla; un même phyla peut réunir différents groupes écologiques et trophiques d'organismes (tableau).

Il y a plus de 100 ans, K.A. Timiryazev a noté avec perspicacité qu '«il n'y a ni plante ni animal, mais il existe un monde organique inséparable. Le végétal et l'animal ne sont que des moyennes, que des représentations typiques que nous nous formons, faisant abstraction des signes connus des organismes, attachant une importance exceptionnelle à l'un, négligeant les autres. Maintenant, nous ne pouvons qu'admirer son incroyable intuition biologique.

Le système moderne d'algues, décrit dans ce didacticiel, comprend 9 divisions : bleu-vert, rouge, diatomées, hétérocontes, haptophytes, cryptophytes, dinophytes, verts, charophytes et euglénoïdes. La similitude de la composition des pigments, la structure de l'appareil photosynthétique et des flagelles a servi de base pour combiner les classes d'algues de couleur brun doré en un seul grand groupe - Heterocont ou Algues diverses (Ochrophytes).

Mégasystème d'organismes liés aux plantes inférieures

Les algues sont classées parmi les plantes inférieures. Il y en a plus de 30 mille. Parmi eux, il existe des formes unicellulaires et multicellulaires. Certaines algues sont très grandes (plusieurs mètres de longueur).

Le nom « algues » suggère que ces plantes vivent dans l'eau (en douce et marine). Cependant, les algues peuvent être trouvées dans de nombreux endroits humides. Par exemple, dans le sol et sur l'écorce des arbres. Certains types d'algues sont capables, comme un certain nombre de bactéries, de vivre sur les glaciers et dans les sources chaudes.

Les algues sont classées parmi les plantes inférieures car elles n'ont pas de vrais tissus. Chez les algues unicellulaires, le corps est constitué d'une seule cellule, certaines algues forment des colonies de cellules. Dans les algues multicellulaires, le corps est représenté thalle(autre nom - thalle).

Puisque les algues sont classées comme des plantes, elles sont toutes des autotrophes. En plus de la chlorophylle, les cellules de nombreuses algues contiennent des pigments rouges, bleus, bruns et orange. Les pigments sont en chromatophores, qui ont une structure membranaire et ressemblent à des rubans ou des plaques, etc. Un nutriment de réserve (amidon) est souvent déposé dans les chromatophores.

Elevage d'algues

Les algues se reproduisent à la fois de manière asexuée et sexuée. Parmi les types reproduction asexuée l'emporte végétatif. Ainsi, les algues unicellulaires se reproduisent en divisant leurs cellules en deux. Dans les formes multicellulaires, une fragmentation du thalle se produit.

Cependant, la reproduction asexuée chez les algues peut être non seulement végétative, mais aussi à l'aide de zoospore qui sont produits dans les zoosporanges. Les zoospores sont des cellules mobiles munies de flagelles. Ils sont capables de nager activement. Après un certain temps, les zoospores rejettent les flagelles, se recouvrent d'une coquille et donnent naissance à des algues.

Certaines algues ont processus sexuel, ou conjugaison. Dans ce cas, l'échange d'ADN se produit entre les cellules de différents individus.

À reproduction sexuée Les algues multicellulaires produisent des gamètes mâles et femelles. Ils sont formés dans des cellules spéciales. Dans le même temps, des gamètes des deux types ou d'un seul (uniquement mâle ou uniquement femelle) peuvent se former sur une plante. Après la libération des gamètes, ils fusionnent pour former un zygote. Conditions Habituellement, après l'hivernage, les spores d'algues donnent naissance aux nouvelles plantes.

algues unicellulaires

Chlamydomonas

Chlamydomonas vit dans des réservoirs peu profonds pollués organiquement, des flaques d'eau. Chlamydomonas est une algue unicellulaire. Sa cellule a une forme ovale, mais l'une des extrémités est légèrement pointue et porte une paire de flagelles. Les flagelles permettent de se déplacer assez rapidement dans l'eau en se vissant.

Le nom de cette algue vient des mots "chlamys" (vêtements des anciens Grecs) et "monade" (l'organisme le plus simple). La cellule de chlamydomonas est recouverte d'une membrane de pectine, qui est transparente et n'adhère pas étroitement à la membrane.

Dans le cytoplasme de chlamydomonas, il y a un noyau, un œil sensible à la lumière (stigmate), une grande vacuole contenant la sève des cellules et une paire de petites vacuoles pulsantes.

Chlamydomonas a la capacité de se déplacer vers la lumière (grâce à la stigmatisation) et l'oxygène. Ceux. il a une phototaxie et une aérotaxie positives. Par conséquent, Chlamydomonas nage généralement dans les couches supérieures des plans d'eau.

La chlorophylle est située dans un grand chromatophore, qui ressemble à un bol. C'est là que se déroule le processus de photosynthèse.

Bien que Chlamydomonas soit une plante capable de photosynthèse, elle peut également absorber des substances organiques prêtes à l'emploi présentes dans l'eau. Cette propriété est utilisée par l'homme pour purifier les eaux polluées.

Dans des conditions favorables, Chlamydomonas se reproduit de manière asexuée. En même temps, sa cellule rejette les flagelles et se divise, formant 4 ou 8 nouvelles cellules. En conséquence, les chlamydomonas se multiplient assez rapidement, ce qui conduit à ce que l'on appelle la prolifération d'eau.

Dans des conditions défavorables (froid, sécheresse), chlamydomonas sous sa coquille forme des gamètes en quantité de 32 ou 64 pièces. Les gamètes entrent dans l'eau et fusionnent par paires. En conséquence, des zygotes se forment, qui sont recouverts d'une coquille dense. Sous cette forme, chlamydomonas tolère des conditions environnementales défavorables. Lorsque les conditions deviennent favorables (printemps, saison des pluies), le zygote se divise, formant quatre cellules de chlamydomonas.

Chlorelle

La chlorelle est une algue unicellulaire qui vit dans les eaux douces et les sols humides. La chlorelle a une forme sphérique sans flagelles. Elle n'a pas non plus d'œil sensible à la lumière. Ainsi, la chlorella est immobile.

La coque de la chlorella est dense, elle contient de la cellulose.

Le cytoplasme contient un noyau et un chromatophore avec de la chlorophylle. La photosynthèse est très intensive, la chlorella libère donc beaucoup d'oxygène et produit beaucoup de matière organique. Tout comme les chlamydomonas, la chlorella est capable d'assimiler les substances organiques prêtes à l'emploi présentes dans l'eau.

Chlorella se reproduit de manière asexuée par division.

Pleurocoque

Le pleurocoque forme une plaque verte sur le sol, l'écorce des arbres, les rochers. C'est une algue unicellulaire.

La cellule de pleurocoque a un noyau, une vacuole et un chromatophore en forme de plaque.

Le pleurocoque ne forme pas de spores mobiles. Il se reproduit par division cellulaire en deux.

Les cellules de Pleurococcus peuvent former de petits groupes (4 à 6 cellules chacun).

Algues multicellulaires

Ulotrix

Ulothrix est une algue filamenteuse multicellulaire verte. Vit habituellement dans les rivières sur des surfaces situées près de la surface de l'eau. Ulothrix a une couleur vert vif.

Les fils Ulothrix ne se ramifient pas, ils sont attachés au substrat à une extrémité. Chaque thread est constitué d'un certain nombre de petites cellules. Les fils se développent en raison de la division cellulaire transversale.

Le chromatophore d'ulotrix a la forme d'un anneau ouvert.

Dans des conditions favorables, certaines cellules du filament ulotrix forment des zoospores. Les spores ont 2 ou 4 flagelles. Lorsqu'une zoospore flottante se fixe à un objet, elle commence à se diviser, formant un filament d'algues.

Dans des conditions défavorables, ulotrix est capable de se reproduire sexuellement. Dans certaines cellules de son fil, se forment des gamètes qui ont deux flagelles. Après avoir quitté les cellules, elles fusionnent par paires, formant des zygotes. Par la suite, le zygote se divisera en 4 cellules, dont chacune donnera naissance à un fil d'algues distinct.

Spirogyre

Spirogyra, comme ulothrix, est une algue verte filamenteuse. En eau douce, c'est le spirogyre que l'on trouve le plus souvent. En s'accumulant, il forme de la boue.

Les filaments de Spirogyra ne se ramifient pas, ils sont constitués de cellules cylindriques. Les cellules sont recouvertes de mucus et ont des membranes de cellulose denses.

Le chromatophore spirogyra ressemble à un ruban torsadé en spirale.

Le noyau de spirogyra est suspendu dans le cytoplasme sur des filaments protoplasmiques. Également dans les cellules, il y a une vacuole avec du jus cellulaire.

La reproduction asexuée chez spirogyra est réalisée de manière végétative: en divisant le fil en fragments.

Spirogyra a un processus sexuel sous forme de conjugaison. Dans ce cas, deux fils sont situés côte à côte, un canal est formé entre leurs cellules. Par ce canal, le contenu d'une cellule passe à l'autre. Après cela, un zygote est formé, qui, recouvert d'une coquille dense, hiverne. Au printemps, un nouveau spirogyre en sort.

La valeur des algues

Les algues sont activement impliquées dans le cycle des substances dans la nature. À la suite de la photosynthèse, ils libèrent de grandes quantités d'oxygène et fixent le carbone dans les substances organiques dont les animaux se nourrissent.

Les algues sont impliquées dans la formation du sol et la formation des roches sédimentaires.

De nombreux types d'algues sont utilisés par les humains. Ainsi, l'agar-agar, l'iode, le brome, les sels de potassium et les adhésifs sont obtenus à partir d'algues.

À agriculture les algues sont utilisées comme additif alimentaire dans l'alimentation des animaux, ainsi que comme engrais potassique.

Avec l'aide d'algues, les plans d'eau pollués sont nettoyés.

Certains types d'algues sont utilisés par l'homme pour se nourrir (varech, porphyre).