Видовое разнообразие водорослей Algae на территории Сургута

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

КУРСОВАЯ РАБОТА

Тема: «Видовое разнообразие водорослей Algae на территории Сургута»

Оглавление

Введение

Глава 1. Литературный обзор

1.1 Способы питания водорослей

1.2 Строение клетки водоросли

1.3 Основные типы морфологической структуры тела водорослей

1.4 Размножение и циклы развития водорослей

1.5 Систематика водорослей

1.6 Распространённость водорослей в водоёмах

Глава 2. Методика исследований

2.1 Сбор материала

2.2 Гербаризация водорослей

Глава 3. Результаты исследования

3.1 Видовое разнообразие водорослей

3.2 Описание экотопов, в которых проводили исследование

3.3 Сравнительный анализ видового разнообразия различных видов водорослей в экотопах

Выводы

Заключение

Список литературы

Введение

Водоросли - одни из древнейших организмов, населяющих нашу планету. В прошлые геологические эпохи, как и в настоящее время, водоросли населяли океаны, реки, озера и другие водоемы. Обогатив атмосферу кислородом, они вызвали к жизни разнообразный мир животных и способствовали развитию аэробных бактерий: они являлись родоначальниками растений, заселивших сушу, и, как это неудивительно, создали мощные толщи горных пород (Свиреденко, 2010).

Актуальность: Водоросли, являясь основными созидателями органического вещества в воде, играют огромную роль в жизни водоемов. Как известно, роль водорослей в природе и хозяйственной деятельности человека чрезвычайно велика. Повсеместное распространение водорослей в природе и обильное и массовое их развитие в водоемах разного типа, в почве и на наземных субстратах определяет исключительное значение этой группы споровых растений.

Цель работы: Определить видовое разнообразие водорослей на территории Сургута.

Для решения данной цели были поставлены следующие задачи:

Задачи:

1. Изучить видовое разнообразие водорослей;

2. Описать экотопы, в которых проводили исследования;

3. Провести сравнительный анализ видового разнообразия различных видов водорослей в экотопах.

водоросль клетка водоем морфологический

Глава 1. Литературный обзор

Водоросли - это низшие, то есть слоевцовые споровые растения, содержащие в своих клетках хлорофилл, и живущие преимущественно в воде. Такое определение, однако, не даёт представление о том огромном разнообразии в строении тела, которое свойственно водорослям. Здесь мы встречаемся и с микроскопическими организмами - одноклеточными и многоклеточными, и с крупными формами различного строения. Большого разнообразия достигают здесь способы размножения и строение органов размножения. Даже по окраске водоросли неодинаковы, так как одни содержат только хлорофилл, другие ещё ряд дополнительных пигментов, окрашивающие их в различные цвета.

Разделение водорослей на систематические группы высшего ранга в основном совпадает с характером их окраски, связанной конечно, с особенностями строения. Водоросли разделены по 10 отделам: Сине-зелёные водоросли; Пирофитовые водоросли; Золотистые водоросли; Диатомовые водоросли; Жёлто-зелёные водоросли; Бурые водоросли; Красные водоросли; Эвшеновые водоросли; Зелёные водоросли; Харовые водоросли.

Изучением водорослей занимается особая наука - альгология.

1.1 Способы питания водорослей

В отличие от животных организмов и многих бактерий, использующих для своей жизнедеятельности готовые органические соединения, у растений выработалась в ходе эволюции способность использовать для питания такие полностью окислённые вещества, как углекислота и вода, и создавать на их основе органические соединения. Этот процесс в природе осуществляется за счёт энергии солнечного света и сопровождается выделением кислорода. Использование световой энергии для биологических синтезов стало возможным благодаря появлению у растений комплекса, поглощающих свет пигментов, важнейшим из которых является хлорофилл. Процесс светового и углеродного питания растений получил название фотосинтеза.

Водоросли, уже простейшие из них - сине - зелёные, являются первыми организмами, у которых появилась в процессе эволюции способность осуществлять фотосинтез с использованием воды в качестве источника водорода и выделением свободного кислорода, то есть процесс, свойственный всем другим водорослям, а за ними и высшим растениям.

Второй особенностью питания водорослей и других растений, не менее важной, хотя и не такой специфичной, как фотосинтез, является их способность усваивать азот, серу фосфор, калий и другие минеральные элементы в виде ионов минеральных солей и использовать их для синтеза таких важнейших компонентов живой клетки, как аминокислоты, белки, нуклеиновые кислоты, макроэргические соединения, вещества вторичного обмена. Среди сине - зелёных водорослей имеются формы, способные осуществлять процесс фиксации свободного азота атмосферы и превращать его в органические азотные вещества своего тела (Андреева, 2005).

1.2 Строение клетки водоросли

Клетка - основная структурная единица тела водорослей, представленных либо одноклеточными, либо многоклеточными формами.

Особенность одноклеточных форм определяется тем, что здесь организмы состоят всего из одной клетки, поэтому в её строении и физиологии сочетаются клеточные и организменные черты.

Мелкая, не видимая простым глазом одноклеточная водоросль выполняет роль своеобразной фабрики, которая добывает сырьё, его перерабатывает и производит такие ценные соединения, как белки, углеводы и жиры. Кроме того, важным продуктом её деятельности считается кислород. Таким образом, она активно участвует в круговороте веществ в природе. Одноклеточные водоросли иногда образуют временные или постоянные скопления в виде колоний.

Многоклеточные формы возникли после того, как клетка проделала длительный и сложный путь развития в качестве самостоятельного организма.

У водорослей, в отличие от высших растений, встречаются клетки, содержимое которых окружено лишь тонкой мембраной. Такие клетки обычно называют голыми. Они не способны сохранять свою форму и постоянно находятся в амебовидном состоянии.

Клетки некоторых водорослей (эвгленовых, жёлто - зелёных) помимо плазмалеммы, окружены кожистым, эластичным слоем. Этот слой получил название пелликулы, или перипласта. Он состоит из фибриллярного вещества и имеет сложную, многослойную организацию. Клетки с такой пелликулой обычно очень изменчивы по форме. Только толстая, похожая на панцирь пелликула может прочно её зафиксировать. На поверхности пелликулы иногда возникают складки, выросты в виде зубцов или утолщения, называемые чешуйками. Эти структуры в различных сочетаниях образуют самые причудливые узоры, придавая организму неповторимый облик. Но главная их функция - повышение прочности клеточного покрова.

Последующим развитием растительной клетки следует признать появление на её поверхности покрова в виде оболочки - сначала пектиновой, а затем и целлюлозной. Преимущество этого образования состоит в том, что оно удачно сочетает в себе защитную и опорную функции с возможностью ростовых процессов и проницаемостью.

Клеточные оболочки водорослей весьма разнообразны как по своему строению, так и по химическому составу. Толщина оболочки варьируется не только от вида к виду, но и даже в пределах одного вида в зависимости от возраста клетки.

По времени заложения и особенностям роста различают первичные и вторичные оболочки. В активно делящихся клетках обычно образуется только первичная оболочка. Её рост идёт в двух направлениях: увеличивается поверхность и толщина.

Вторичная оболочка подвергается гидратации, становится эластичной и получает возможность растягиваться.

В любой клетке различают два тесно связанных друг с другом компонента: ядро и цитоплазму, причём от степени их развития зависит уровень организации клетки в целом. Водоросли - единственная группа растений, где представлены все известные в настоящее время типы клеточной организации: прокариотическая - у сине - зелёных водорослей, мезакариотическая - у панцирных жгутиковых, эукариотическая - у водорослей остальных отделов. У прокариот отсутствует морфологически оформленное ядро, а его функции выполняет состоящий из микрофибрилл ДНК нуклеоид.

Форма, размеры и местоположение ядра в клетке сильно варьируется у разных водорослей, а также в зависимости от фазы развития, на которой находится тот или иной организм. Очень мелкие ядра характерны для большинства одноклеточных водорослей.

В ядре у водорослей выявлены те же самые структуры, что и в ядре других эукариотов: оболочка, ядерный сок, ядрышко и включения хромотина.

Второй компонент клетки - цитоплазма - состоит из гомогеного основного вещества и погружённых в него телец различного размера и формы: митохондрий, диктиосом, эндоплазматической сети. Этот основной набор органелл присущ клеткам не только растений, но и животных.

В интенсивно растущих клетках, помимо перечисленных органелл, можно наблюдать хорошо развитую систему пузырьков, или вакуолей.

Также у водорослей имеются хлоропласты. Они могут быть чашевидными, лентовидными, спиралевидными, пластинчатыми, звездчатыми. Как правило, в подвижных клетках у зелёных водорослей присутствует всего один хлоропласт, у водорослей из других отделов их бывает два и больше, у молодых эвиленовых от 50 до 80, а в старых 200 - 300. Хлоропласты занимают в клетке либо центральное, либо постенное положение. В строении хлоропласта, помимо пластичных структур, выявлены более плотные зоны, представляющие собой скопление ДНК, многочисленных рассеяных мелких частиц - рибосом, глобул различного размера, формы и состава, которые образуются в ходе фотосинтеза.

Существуют подвижные и неподвижные клетки. Перемещение в жидкой среде осуществляется при участии особых структур, представляющих собой либо временные, либо постоянные выросты клетки.

Ресничками называют многочисленные короткие образования, совершающие энергичные колебательные движения. Псевдоусики или ложные реснички, имеют вид длинных, очень тонких, неподвижных волосков, которые обнаруживаются чаще всего только после подкраски. Под жгутиками понимают длинные малочисленные образования, с меньшей, чем у ресничек частотой биений и с волнообразным характером движения. Перечисленные образования - единственные клеточные структуры, расположенные за пределами самой клетки. Жгутики бывают гладкими или опушёнными. Опушённым обычно оказывается двигательный жгутик. Причём бывает, что у некоторых водорослей жгутики одновременно несут чешуйки, но чаще имеется какой-то один тип образований.

В настоящее время не вызывает сомнения, что водоросли дали начало наземным растениям, проложив им дорогу на сушу. Этот акт подготавливался во время всего хода развития водорослей, в котором решающая роль, по-видимому, принадлежит клетке. Большое разнообразие строения, состава и свойств отдельных клеточных компонентов свидетельствует о том, что здесь шел интенсивный формообразовательный процесс (Яковлев, 2003).

1.3 Основные типы морфологической структуры тела водорослей

В настоящее время различают 9 основных типов морфологической структуры тела водорослей. Из них 4 относятся к одноклеточным формам, 1 - к неклеточным, остальные 4 - к многоклеточным.

1. Амёбоидная структура представлена одноклеточными организмами;

2. Монадная структура свойственна одноклеточным организмам;

3. Коккоидная структура характеризуется отдельными клетками;

4. Палынелоидная структура представляет собой усложнённый; вариант коккоидной структуры;

5. Нитчатая структура представлена талломами;

6. Разнонитчатая структура представлена талломами;

7. Пластинчатая структура характеризуется многоклеточными слоевищами в форме пластиков;

8. Сифональная структура представляет собой особый тип строения, свойственный только некоторым водорослям и нередко называемый неклеточным;

9. Хорофитная структура свойственна только харовым водорослям (Федоров, 1977).

1.4 Размножение и циклы развития водорослей

Воспроизведение себе подобных у водорослей совершается посредством вегетативного, бесполого и полового размножения.

Вегетативное размножение одноклеточных водорослей заключается в делении особей надвое. У многоклеточных водорослей оно происходит несколькими способами. Например, делению нитей сине - зелёных водорослей на части нередко предшествует отмирание отдельных клеток. Хоровые водоросли образуют одноклеточные и многоклеточные клубеньки, дающие развитие новым растениям. У ряда нитчатых водорослей отдельные клетки округляются, накапливают большое количество запасных питательных веществ и пигментов, одновременно происходит утолщение их оболочки.

Вегетативное размножение, в сущности, представляет собой форму бесполого размножения, осуществляемого вегетативными частями.

Бесполое настоящее размножение сопровождается, во-первых, выходом продуктов деления из оболочки материнской клетки, во-вторых, делением протопласта клетки на части. Бесполое размножение водорослей происходит посредством спор или зооспор. Сине - зелёные водоросли являющиеся прокариотами, имеют два рода спор - эндоспоры и экзоспоры. Эндоспоры образуются по нескольку в клетках в результате дробления содержимого. Экзоспоры возникают как вырост на вершине клетки. Споры и зооспоры обычно выходят в воду целой группой, окружённой слизистой оболочкой, которая вскоре раскрывается. На выходе, зооспоры находясь ещё в общей оболочке, начинают активно двигаться, а после разрыва оболочки моментально расплываются в разные стороны. Подобным образом выходят и гаметы при половом размножении.

Половое размножение заключается в слиянии двух клеток (гамет), в результате чего образуется зигота, вырастающая в новую особь. У водорослей половое размножение бывает нескольких типов. У одноклеточных жгутиковых водорослей половой процесс сводится к слиянию двух особей, этот процесс называют гологамией. Гораздо чаще половое размножение у водорослей связанно с дроблением содержимого клеток и образованием внутри их специализированных половых клеток - гамет. У всех водорослей, кроме красных водорослей, мужские гаметы имеют жгутики, а у гамет противоположного пола они имеются не всегда. Зачатки водорослей в виде спор, гамет и зигот не совсем стихийно разносятся водой. Они обладают различного рода таксисами, определяющими направление их движения в зависимости от внешних раздражителей: света, температуры, химических веществ, содержащихся в воде. Течения служат основным средством переноса зачатков на большие расстояния. Зооспоры сохраняют жизнеспособность в течение нескольких дней. Более длительное перемещение зачатков водорослей происходит плодоносящими слоевищами или их частями. Для прорастания спор и зигот водорослей требуется комплекс условий, включающий определённые значения температуры, освещённости, содержания биогенных и биологически активных веществ. В противном случае они не прорастают. При этом зиготы некоторых водорослей сохраняют жизнеспособность в течение трех - четырёх месяцев. Воспроизведению и сохранению некоторых водорослей в неблагоприятных условиях способствует образование цист. Они наблюдаются у золотистых, жёлто - зелёных, диатомовых водорослей. В каждой клетке формируется одна циста. Содержимое клетки округляется, и вокруг неё вырабатывается твёрдая оболочка. При прорастании цист образуется одна особь, реже несколько (Бавтуто, 1997).

1.5 Систематика водорослей

Зелёные водоросли - одноклеточные, колониальные и многоклеточные формы, разнообразного строения, зелёного цвета. Продукт ассимиляции - крахмал, мука, масло. Имеются как подвижные формы со жгутиками на переднем конце клеток, так и неподвижные, прикреплённые или пассивно плавающие. Размножение вегетативное, бесполое и половое. У ряда форм имеется чередование бесполого и полового размножения. Зооспоры и гаметы с 2 или 4 жгутиками, расположенными на переднем конце. Пресноводные и морские водоросли.

К отделу пирофитовых относятся весьма своеобразные, одноклеточные водоросли. Они представляют собой неоднородную группу. У громадного большинства представителей этого отдела в строении клеток отчётливо выражены спинная, брюшная и боковые стороны. Особо следует сказать о хлоропластах. По разнообразию их окраски пирофитовым принадлежит первое место среди водорослей. Обычно хлоропласты окрашены в оливковый, бурый или коричневый цвет. Громадное большинство пирофитовых водорослей характеризуется жгутиками. Продуктом ассимиляции является крахмал или масло, изредка лейкозин и валютин. Размножение в основном вегетативное. Реже наблюдается бесполое размножение. Половой процесс достоверно неизвестен. Пирофитовые водоросли широко распространены в водоёмах и обитают в пресных и солоноватых водах, как и в морях.

К отделу золотистых относятся водоросли, преимущественно микроскопические, хлоропласты которых окрашены в золотисто-жёлтый цвет. В зависимости от пигментов окраска водорослей может приобрести различные оттенки: от чисто-золотисто-жёлтой до зеленовато-жёлтой и золотисто - бурой. В процесс фотосинтеза в клетках золотистых водорослей вместо крахмала вырабатывается особый углевод - лейкоцин. Живут преимущественно в чистых пресных водах. Небольшое число их обитают в морях и солёных озёрах. Золотистые водоросли бывают одноклеточными, колониальными и многоклеточными. Многие виды снабжены жгутиками. Размножаются золотистые водоросли простым делением клетки. Наблюдается также бесполое размножение.

Диатомовые водоросли - это совершенно особая группа одноклеточных организмов, одиночно живущих или объединенных в колонии различного типа: цепочки, нити, ленты, звёздочки. Окраска хлоропластов у диатомовых водорослей имеет различные оттенки жёлто - бурого цвета в зависимости от набора пигментов. В процессе фотосинтеза у диатомовых водорослей образуется масло в виде капелек различной величины. Чаще всего диатомовые размножаются вегетативным делением клетки на две половины. Большинство диатомовых водорослей передвигаются по субстрату толчками вперёд, назад и слегка в сторону. Диатомовые водоросли живут повсюду. Водная среда - основное и первичное их место обитания.

К отделу жёлто-зелёных водорослей относятся водоросли, хлоропласты которых окрашены в светло- или тёмно - жёлтый цвет, очень редко зелёный и лишь иногда голубой. Окраска эта определяется наличием в хлоропластах основного элемента - хлорофилла. Кроме того, у них в клетках отсутствует крахмал, а в качестве основного продукта ассимиляции накапливаются капли масла и лишь у некоторых глыбки лейкоцина и валюцина. Встречаются они главным образом в чистых пресноводных водоёмах, реже в солоноватых водах и морях. Отличительной особенностью жёлто - зелёных водорослей является наличие жгутиков. Именно этот признак в своё время послужил основанием для того, чтобы назвать эту группу водорослей разножгутиковыми. Помимо различий в длине, жгутики здесь различаются и морфологически: главный жгут состоит из оси и перисто расположенных на ней мерцательных волосков, боковой жгут бичевидный. Размножаются жёлто - зелёные водоросли простым делением клетки или распадом колоний и многоклеточных талломов на отдельные части. Наблюдается также бесполое размножение. Половой процесс известен лишь у немногих видов.

Эвиленовые водоросли - обычные обитатели небольших пресных стоячих водоёмов. Форма тела эвиленовых водорослей хорошо приспособлена к движению в воде. Движение эвиленовых водорослей совершается с помощью жгута. Процесс размножения у эвиленовых водорослей наблюдается обычно вечером или рано утром. Заключается он в делении особи надвое.

Хоровые водоросли - представляют собой совершенно своеобразные крупные растения, резко отличающиеся от всех остальных водорослей. Они широко распространены в пресноводных прудах и озёрах, особенно с жёсткой известковой водой. Набор ассимиляционных пигментов сходен с таковым у зелёных водорослей. При размножении этих клеток их ядра делятся метотически. Количество выявляющихся при этом хромосом у разных видов различное, от 6 до 70.

Сине - зелёные водоросли - старейшая группа организмов. Сине - зелёные водоросли встречаются во всевозможных и почти невероятных для существования местах обитания, на всех континентах и во всевозможных водоёмах Земли Окраска их варьируется от чисто-сине-зелёной до фиолетовой или красноватой, иногда до пурпурной или коричневато-красной. Самым обычным типом размножения у сине-зелёных водорослей является деление клеток надвое. Сине-зелёные водоросли размножаются и другими способом - образованием спор. Известно, что большинство сине-зелёных водорослей способно синтезировать все вещества своей клетки за счёт энергии света. Отдел сине-зелёных водорослей считают старейшей группой автотрофных растений на Земле (примитивное строение клетки, отсутствие полового размножения, жгутиковых стадий). По цитологии сине-зелёные водоросли сходны с бактериями.

Бурые водоросли - многоклеточные организмы сложного строения, бурого и синевато-бурого цвета. Продукт ассимиляции - полисахариды, масло. Бурые водоросли - неподвижные, прикреплённые формы. Размножение вегетативное, бесполое и половое, с чередованием гаметофита и спорофита. При половом размножении развиваются изогаметы, гетерогаметы или антерозоиды с яйцеклетками. Зооспоры и гаметы снабжены двумя жгутиками, расположенными с боков, неравной длинны и направленными в разные стороны. Бурые водоросли живут в основном в море, за исключением нескольких пресноводных видов.

Красные водоросли - многоклеточные, очень редко одноклеточные, сложного строения, красного или голубоватого цвета. У громадного большинства красных водорослей зигота не сразу прорастает в новое растение, а проходит очень сложный путь развития, прежде чем из неё образуются новые споры, прорастающие уже в новые растения. Споры собранны в компактные группы, носящие название цистокарпа, последний часто имеет специальную оболочку. Цистокарп всегда тесно связан с тем растением, на котором происходило оплодотворение яйцеклетки и дальнейшее развитие зиготы (Заварзин, 2004).

1.6 Распространённость водорослей в водоёмах

В воде и на суше, в снегах, льдах и горячих источниках, по всему земному шару - от просторов Северного Ледовитого океана и его островов, до тропиков, и от тропиков до снегов и скал Антарктиды, от морских глубин до высоких гор - всюду мы находим водоросли. Их микроскопические размеры способствуют переносу на большие расстояния. Водные течения разносят их по морям и океанам. Такую же роль выполняют рыбы, особенно проходные. Выброшенные из воды на берег и высохшие, подхваченные с илом и пылью с поверхности скал и почвы ветром и птицами - водоросли переносятся на большие расстояния. Пути и способы распространения водорослей исключительно многообразны и полностью обеспечивают их повсеместное разнесение.

Наиболее общим выражением их является распределение водорослей по широтным зонам: в тёплых тропических морях, где условия более благоприятны, мы находим и большее количество видов; в холодных арктических морях флора водорослей по видовому составу значительно беднее.

Распространённые по всему земному шару, водоросли, несомненно должны играть значительную роль в жизни природы. На первый взгляд водоросли малозаметны и роль их кажется незначительной, и только в исключительных случаях, как, например, в густых зарослях морских макрофитов или при "цветении" воды, вызываемом планктонными водорослями, они поражают своим изобилием. Произведённые подсчёты показывают, что в масштабе всей Земли роль водорослей в общем балансе живого вещества оказывается поистине огромной.

Основное значение водорослей в жизни природы вытекает из их физиологических особенностей как зелёных растений: подобно высшим зелёным растениям на суше, водоросли в воде являются основным созидателем органического вещества. Таким образом, можно сказать, что весь остальной мир современных живых существ воды в той или иной мере обязан своим существованием водорослям, так как водоросли, благодаря содержанию в них хлорофилла, способны созидать органические вещества своего тела из неорганических веществ окружающей их воды. Следовательно они являются в воде производителями той первопищи, которой в дальнейшем пользуются все остальные лишённые хлорофилла водные организмы.

Огромное значение имеет также то обстоятельство, что водоросли в процессе фотосинтеза выделяют свободный кислород, необходимый для дыхания водных организмов, как животных, так и растительных (Голлербах, 1977).

Глава 2. Методика исследований

2.1 Сбор материала

Пресноводные водоросли собирают с ранней весны до поздней осени.

Планктонные водоросли собирают с помощью планктонной сети, представляющей собой конический мешок из мельничного шелкового или капронового сита с очень небольшим диаметром отверстий (5929 на 1 см³). Верхний широкий конец прикрепляется к латунному кольцу, нижний узкий конец крепится плотно к латунному стаканчику с узкой трубочкой на конце, закрытой с помощью крана. При сборе планктона планктонную сеть опускают в воду и тянут за веревку за лодкой или подтаскивают к берегу. Через сеть можно процеживать воду, набранную кружкой или ведром. Вода профильтровывается через стенки сетки и остается в стаканчике. Эту воду сливают, открыв кран, в приготовленную банку.

Для каждой пробы на этикетке или в записной книжке указывают место и время сбора, характер водоема, планктон, бентос или перифитон. Этикетку пишут простым карандашом и опускают в пробу.

Так как некоторые планктонные виды быстро отмирают, а колонии распадаются, часть материала следует фиксировать на месте сбора.

2.2 Гербаризация водорослей

При определении водорослей содержимое каждой банки осматривает группа из 2-3 человек (до тех пор, пока не перестанут попадаться новые формы).

В качестве фиксаторов чаще всего используют формалин. Он хорошо сохраняет форму клетки, но плохо ее содержимое. Для фиксации используют 40%-й формалин в таких количествах, чтобы его конечная концентрация в пробе составляла 4-5%, то есть на 9 объемов пробы добавляют 1 объем формалина. Для нейтрализации часто содержащейся в формалине муравьиной кислоты в банки добавляют по нескольку капель раствора двууглекислой кислоты. Для сохранения зеленой окраски в формалине в банку с зафиксированными водорослями следует добавить немного крепкого раствора медного купороса до появления голубой окраски жидкости. В полевых условиях для фиксации можно использовать раствор йода в йодистом калии (10 г KI растворяют в 100 мл воды, добавляют 3 г кристаллического йода и еще 100 мл воды, встряхивают до полного растворения кристаллов и хранят в темной посуде). Этот раствор добавляют к пробе в соотношении 1:5. Такие пробы хранят в темном месте.

Водоросли, содержимое клеток которых необходимо сохранить в неповрежденном виде, лучше всего фиксировать в хромово-уксусной смеси следующего состава:

а) хромовой кислоты - 5 г, ледяной уксусной кислоты - 1 см³, дистиллированной воды - 1 л;

б) 1%-й уксусной кислоты - 70 см³, ледяной уксусной кислоты - 5 см³, дистиллированной воды - 90 см³.

Окраска клеток при этом не сохраняется. Водоросли погружают на одни сутки в большой объем фиксирующей жидкости, а затем промывают в часто сменяемой (вначале через каждые полчаса) в воде, после свертывая как бинт. Хранить их в таком состоянии можно в коробках в сухом месте и при необходимости размачивать. При этом они вновь становятся эластичными, слизистыми и даже иногда сохраняют окраску и запах.

Макроскопические экземпляры можно гербаризировать в свежем виде. Для этого водоросль помещается в широкий сосуд (кристаллизатор, таз, кювету), под нее подводится лист плотной бумаги и постепенно поднимается из воды. Водоросль при этом следует осторожно расправить, слить лишнюю воду и закрыть слоем марли, а потом переложить бумагой и сушить в гербарной сетке или под прессом, периодически сменяя бумагу.

Глава 3. Результаты исследования

3.1 Видовое разнообразие водорослей

На озере Рица были найдены:

1) Род драпарнальдия (Draparndldia) (рис. 1). У талломов ярко выражена дифференциация составляющих их нитей. От ризоидов (редуцированной стелющейся части таллома), которыми водоросль прикрепляется к субстрату, отходят ветвящиеся нити, состоящие из одного ряда крупных клеток. Хлоропласт в них в виде узкого постенного пояска с отверстиями и изрезанными краями, со многими пиреноидами. Он расположен в средней части клетки. От этих клеток отходят, часто располагаясь мутовками, обильно ветвящиеся нити, состоящие из клеток значительно меньшего размера и оканчивающиеся длинными бесцветными щетинками. Клетки этих нитей сплошь зеленые, так как хлоропласт полностью занимает их периферию; пиреноид один или их немного. Эти нити обычно называют ассимиляторами. Таким образом, здесь имеется четкое функциональное разделение на «стебли» (основные оси) и «листья» (ассимиляторы). Размножение в основном бесполое, посредством 4-жгутиковых зооспор. Половое размножение изогамное, происходит посредством 2-жгутиковых гамет, по-видимому, встречается редко. Водоросль образует апланоспоры кирпично-красного цвета. Драпарнальдия встречается в виде кустиков в быстротекущих ручьях и реках, а также в прибрежной полосе озер с чистой, хорошо аэрированной водой. Культивировать виды этого рода сложно, поэтому необходимо иметь фиксированный материал. Желательно фиксировать в хромово-уксусной смеси и промывать в стоячей воде. Через шкалу спиртов проводят от 30° (через каждые 10°) до 70--80°. При фиксации формалином сильно деформируется хлоропласт, особенно в крупных клетках основных осей («стеблей»).



Рис. 1. Водоросль рода драпарнальдия

2) Род улотрикс (Uldthrix) (рис. 2). Неветвящиеся нити улотрикса состоят из одного ряда клеток, по длине примерно равных диаметру (изодиаметрических) или даже несколько меньшего диаметра, с довольно толстыми целлюлозными стенками. Они прикрепляются к субстрату с помощью почти бесцветной конической базальной клетки -- ризоидальной. Нити улотрикса часто отрываются и ведут неприкрепленный образ жизни. При сборе материала они также разрываются, поэтому базальные клетки в материале попадаются очень редко. Хлоропласт постенный, в виде пояска замкнутого или незамкнутого, с несколькими пиреноидами. Ядро одно, но без покраски не видно. Рост диффузный: клетки (кроме базальной) делятся пополам. Такие делящиеся клетки нередко можно видеть в материале. У некоторых видов развивается мощное слизистое влагалище за счет ослизнения внешних слоев стенки. Бесполое размножение -- четырехжгутиковыми зооспорами. Они или образуются в клетках по 2-4 (так называемые макрозооспоры), или их образуется больше соответственно меньшего размера (микрозооспоры). Чаще попадаются последние. Зооспоры выходят из материнской клетки в слизистом пузыре, который вскоре расплывается. Иногда они могут прорастать в новые нити, не выходя из материнской клетки. Половой процесс изогамный. Некоторым видам свойственен гетероталлизм. Двужтутиковые гаметы образуются в клетках так же, как и зооспоры. Они выходят наружу и сливаются. Зигота некоторое время движется. В этом состоянии она напоминает зооспору, поскольку имеет 4 жгутика, но у нее 2 глазка. Потом зигота останавливается, оседает на дно и окружается толстой стенкой. После периода покоя она прорастает в Codiolum-стадию, куда переходит ее ядро.

Рис. 2. Водоросль рода улотрикс

На Каменном Мысе:

1) Род пиннулария (Pinnuldria) (рис. 3). Одноклеточная подвижная диатомея. Встречается на дне и в обрастаниях у берегов различных водоемов, предпочитая воды, бедные известью. Для приготовления препарата каплю буроватого налета берут пипеткой со дна сосуда и помещают на предметное стекло. Закрыв препарат покровным стеклом, сначала находят пиннуларию на малом увеличении микроскопа и наблюдают за ее движением (если материал живой), а затем рассматривают при большом увеличении. Со створки пиннулария имеет вид вытянутого эллипса. На концах створки и в ее середине видны небольшие светлые кружки. Это узелки. Между ними вдоль клетки по ее середине проходит тонкая, часто слегка изогнутая линия - щелевидный шов. В толще створки по ее краю расположены поперечные камеры. Перегородки между этими камерами видны как параллельные ребрышки, не доходящие до линии шва. Пластинчатые хлоропласты (видны в профиль) располагаются по краям створки в виде двух узких полосок желто-коричневого цвета. Если материал фиксированный, то хлоропласты имеют зеленую окраску. В центре клетки хорошо виден цитоплазматический мостик, в котором располагается ядро. По обе стороны от мостика находятся вакуоли с клеточным соком. В цитоплазме клетки видны округлые капли масла. При рассмотрении с пояска пиннулария имеет форму прямоугольника и видно, как поясковые ободки находят друг на друга. По краям пояска сверху, снизу и посередине видны в профиль узелки. Параллельные ребрышки заметны только на загибе створки. Клетка с пояска имеет желто-бурую окраску, так как хлоропласты располагаются со стороны пояска. Видны также цитоплазматический мостик, ядро и капли масла. На живых препаратах часто можно наблюдать делящиеся пиннуларии в виде двух клеток с пояска, лежащие вплотную друг к другу. Это молодые клетки, получившиеся в результате вегетативного деления и еще не разошедшиеся.

Рис. 3. Водоросль рода пиннулярия

2) Род микроцистис (Microcystis) (рис. 4) формирует микроскопические, чаще бесформенные колонии, в которых шаровидные клетки погружены в общую слизь. Очертания колоний могут быть разнообразны, варьируя от шаровидной до нитевидной формы, причем в слизи иногда возникают отверстия, придавая колонии сетчатый или продырявленный вид. У некоторых видов в клетках имеются газовые вакуоли, из-за которых клетки под микроскопом кажутся почти черными. Благодаря этим вакуолям колонии всплывают на поверхность воды, образуя на ней маслянистый грязно-зеленоватый налет. Встречается в водных и наземных местообитаниях, а также в слизи других водорослей (Гарибова, 1978).

Рис. 4. Водоросль рода микроцистис

3.2 Описание экотопов, в которых проводили исследования

Исследования проводились в двух экотопах.

1. Озеро Рица.

Березово-сосново лишайниковый разнотравный лес. Растительный покров представлен подбелом обыкновенным, багульником болотным, росянкой, пушицей влагалищной, болотным миртом. Огромное количество лишайников: кладония стройная, кладония вздутая, кладония курчавая, цетрария исландская, стереокаулон голый, кладония желто-зеленая, кладония приальпийская, кладония мягкая, кладония темно-мясная, пармелия козлиная, пармелия бороздчатая, гипогимния вздутая и др. Место расположения о. Рица см. на рис. 5.

Рис. 5. Озеро Рица

2. Каменный Мыс (Рис. 6).

Пихтово-елово-березовый лишайниковый разнотравный лес. Произрастает много ив, осины обыкновенной. Большое количество многолетних растений: пырей ползучий, подорожник большой, одуванчик обыкновенный. Виды лишайников совпадают с видами на озере Рица.

Рис. 6. Каменный Мыс

3.3 Сравнительный анализ видового разнообразия различных видов водорослей в экотопах

В ходе исследований на каждом экотопе было найдено по 2 вида водорослей. На озере Рица - драпарнальдия и улотрикс, оба вида относятся к зеленым водорослям. На Каменном Мысе - микроцистис принадлежит сине-зеленым, а пиннулярия - диатомовым водорослям. На озере Рица освещение избыточное, полностью открытое солнечным лучам, поэтому там находятся зеленые водоросли (улотрикс, драпарнальдия). Сине-зеленые (микроцистис) и диатомовые (пиннулярия) водоросли встречаются практически повсеместно.

Заключение

Водоросли -- древнейшие фотосинтезирующие организмы на Земле. Они являются создателями кислородной атмосферы. Водоросли участвуют в круговороте веществ. Макрофиты являются средообразующим компонентом экосистем и служат местом обитания, нереста, нагула и убежища для многих гидробионтов, включая промысловые виды.

Водоросли представляют собой продуцирующие кислород, фотосинтезирующие, бессосудистые, слоевищные организмы, репродуктивные органы которых лишены специальных покровов; предпочитают водную среду для своего обитания. Водоросли включают как прокариотные, так и эукариотные формы. Общего определения, приемлемого для всех групп водорослей не существует.

Важная роль, которую играют водоросли в жизни морских и пресных водоемов, а в конечном итоге и в жизни человека, красота форм и разнообразие проявлений жизненных функций, всегда будут привлекать к ним внимание исследователей (Шошина, 2003).

Повсеместное распространение водорослей в природе и обильное и массовое их развитие в водоемах разного типа, в почве и на наземных субстратах определяет исключительное значение этой группы споровых растений. Водоросли на территории Сургута изучены слабо, необходимо рассмотреть еще множество экотопов, чтобы полностью оценить видовое разнообразие водорослей этой местности, в этой курсовой работе были изучены еще 2 экотопа - озеро Рица и Каменный Мыс.

Выводы

1. Ознакомились с видовым разнообразием экотопов. На озере Рица присутствует улотрикс и драпарнальдия, на Каменном Мысе - микроцистис и пиннулярия.

2. Экотопы озера Рица и Каменного Мыса были изучены и описаны. Лес обоих экотопов смешанный. На озере Рица растительность болотная, а на Каменном Мысе многолетние травы. В экотопах встречаются схожие виды лишайников.

3. На озере Рица освещение избыточное, полностью открытое солнечным лучам, поэтому там находятся зеленые водоросли (улотрикс, драпарнальдия). Сине-зеленые (микроцистис) и диатомовые (пиннулярия) водоросли встречаются практически повсеместно, на Каменном Мысе они были найдены на растениях у берегов водоема.

Список литературы

1. Андреева, И.И. Ботаника / И.И. Андреева, Л.С. Родман. -- 3-е изд., перераб. и доп. -- М.: КолосС, 2005. -- 527 с.

2. Яковлев, Г.П. Ботаника / Г.П. Яковлев, В.А. Челомбитько. -- 2-е изд., испр. -- СПб: СпецЛит: Изд-во СПб гос. химико-фармацевтической академии, 2003. -- 647 с.

3. Заварзин А.А. Ботаника: методические указания к учебной практике. Водоросли. Грибы. Лишайники. Мохообразные / А.А. Заварзин, Г.М. Кукуричкин. -- Сургут: Дефис, 2004. -- 78 с.

4. Жизнь растений. Водоросли. Лишайники / гл. ред. А.А. Федоров; под ред. М.М. Голлербаха. -- М.: Просвещение, 1977. -- 487 с.

5. Бавтуто, Г.А. Ботаника. Морфология и анатомия растений: учеб. пособие / Г.А. Бавтуто, В.М. Еремин. -- Минск: Вышэйшая школа, 1997. -- 375 с.

6. Макроскопические водоросли Западно-Сибирской равнины [Электронный ресурс]: учеб. пособие / Б.Ф. Свириденко, Т.В. Свириденко; Департамент образования и наук ХМАО-Югры, ГОУ ВПО "СурГУ ХМАО-Югры", НИИ природопользования и экологии Севера, Лаборатория гидроморфных экосистем.

7. Материалы по зигнемовым водорослям (zygnematales) северных районов западно-сибирской равнины (Ямало-Ненецкий и Ханты-Мансийский автономные округа) [Электронный ресурс] / Б.Ф. Свириденко, А.Г. Окуловская, Т.В. Свириденко. -- Электрон. текстовые дан. (4 513 694 байт). - Сургут, 2010.-- Загл. с тит. экрана. -- Электронная версия печатной публикации.

8. Водоросли, лишайники и мохообразные СССР / Л.В. Гарибова [и др.]. - М: «Мысль», 1978. - 321 с.

9. Жизнь растений. Водоросли. Лишайники. / Под ред. проф. М.М. Голлербаха. - М., «Просвещение», 1977. - 213 с.

10. Шошина, Е.В. Определитель водорослей Баренцева моря / Е.В. Шошина. - Мурманск: Мурманский гос. технический ун-т, 2003. - 385 с.

Размещено на Allbest.ru