Różnorodność organizmów - rośliny pierwotnie wodne i zarodnikowe
Rośliny pierwotnie wodne
Podasz definicję i cechę wspólną roślin pierwotnie wodnych.
Scharakteryzujesz środowisko życia i budowę zielenic i krasnorostów.
Przedstawisz sposoby rozmnażania zielenic i krasnorostów.
Omówisz cykl rozwojowy zielenic.
Omówisz znaczenie zielenic i krasnorostów w przyrodzie i dla człowieka.
Rośliny pierwotnie wodne to grupa eukariontów, która ewolucyjnie nigdy nie zasiedliła lądu. Wyróżniają się chloroplastami otoczonymi dwiema błonami, co jest wynikiem endosymbiozy pierwotnej (bezpośredniego wchłonięcia sinicy przez komórkę eukariotyczną).
Do roślin pierwotnie wodnych należą zielenice (Chloropohyta) oraz krasnorosty (Rhodophyta).
Zielenice - ogólna charakterystyka
Do zielenic zalicza się ok. 9000 gatunków, wykazujących ogromne zróżnicowanie morfologiczne. Występują one zarówno w formie prostych organizmów jednokomórkowych, jak i bardziej złożonych kolonii oraz form wielokomórkowych. Te ostatnie wykształcają plechę – wegetatywne ciało, które nie jest zróżnicowane na tkanki ani organy (korzenie, łodygi, liście).
Zielenice to w przeważającej większości organizmy autotroficzne (samożywne). Choć kojarzone są głównie z wodami słodkimi i słonymi, mogą żyć również w środowisku lądowym, np. na wilgotnych skałach i korze drzew. Niektóre gatunki wchodzą w symbiozę z grzybami - mikoryzę, współtworząc porosty. Znana jest również symbioza zielenic z wodnymi bezkręgowcami i niektórymi protistami zwierzęcymi.
Zielenice wykazują duże podobieństwo do roślin lądowych i wtórnie wodnych pod względem biochemicznym, co wskazuje na bliskie pokrewieństwo ewolucyjne tych organizmów. Podobieństwo to dotyczy:
barwników fotosyntetycznych - w chloroplastach zielenic występuje chlorofil a i b, a także barwniki pomocnicze: ksantofile i karoteny;
materiału zapasowego - główną substancją zapasową zielenic jest skrobia;
ściany komórkowej - jej głównym składnikiem jest u zielenic celuloza oraz pektyny.
Rozmnażanie się i cykl rozwojowy zielenic
Zielenice mogą rozmnażać się zarówno płciowo, jak i bezpłciowo. Bezpłciowe rozmnażanie może mieć postać:
Płciowe rozmnażanie zielenic zachodzi na drodze izogamii, anizogamii lub oogamii.
Izogamia: jest najbardziej pierwotnym typem rozmnażania płciowego, w którym łączące się gamety (izogamety) są ruchliwe i morfologicznie identyczne. Różnią się między sobą jedynie fizjologicznie i genetycznie, co oznacza się jako typ „+” i „–”.
Anizogamia: polega na łączeniu się ruchliwych gamet (anizogamet), które różnią się wielkością. Zwykle większa, makrogameta pełni funkcję żeńską, a mniejsza, mikrogameta – męską.
Oogamia: najbardziej zaawansowany ewolucyjnie typ rozmnażania płciowego, polegający na łączeniu się mniejszej ruchliwej gamety męskiej (plemnika) z większą i nieruchliwą gametą żeńska (komórką jajową).
W cyklu rozwojowym wielu zielenic występuje izomorficzna przemiana pokoleń, w której oba pokolenia (gametofit i sporofit) nie różnią się morfologicznie.
Szczegółowy przebieg cyklu rozwojowego zielenic z izomorficzną przemianą pokoleń
1‑2. W komórkach zarodni znajdujących się na diploidalnym sporoficie (2n) zachodzi mejoza, w wyniku której powstają haploidalne (1n) zarodniki (aplanospory lub zoospory).
3‑4. Z zarodników wyrasta haploidalny (1n) gametofit, który wytwarza gamety. Gamety mogą powstawać z dowolnych komórek plechy (w przypadku izogamii i anizogamii) lub w wyspecjalizowanych komórkach tworzących lęgnie - wytwarzają komórki jajowe i plemnie - wytwarzają plemniki (w przypadku oogamii).
5‑7. Po przedostaniu się do wody, gamety łączą się ze sobą tworząc diploidalną zygotę, która dzieląc się mitotycznie daje początek sporofitowi.
Krasnorosty - ogólna charakterystyka
Do krasnorostów należy ok. 5000 gatunków roślin morskich, zasiedlających głownie ciepłe strefy przybrzeżne. Są to w większości organizmy wielokomórkowe o wysoko uorganizowanych plechach, które mogą być zróżnicowane na części przypominające organy roślin lądowych: łodygokształtną, liściokształtną i korzeniokształtną.
Komórki krasnorostów wykazują wiele swoistych cech, niespotykanych w innych grupach roślin. Należą do nich, m.in:
Barwniki asymilacyjne - krasnorosty posiadają obok powszechnego u roślin chlorofilu a i ksantofili, specyficzny dla nich chlorofil d oraz barwniki fotosyntetyczne z grupy fikobilin: czerwoną fikoerytrynę oraz niebieskozieloną fikocyjaninę.
Materiał zapasowy - głównym materiałem zapasowym krasnorostów jest skrobia krasnorostowa (gromadzona na terenie cytoplazmy) oraz mannitol .
Skład ściany komórkowej - obok celulozy i pektyn w ścianie komórkowej występują specyficzne wielocukry takie jak karagen i agar oraz duże ilości substancji nieorganicznych, głównie wapnia (tzw. krasnorosty koralowe).
Obecność dużej ilości fikoerytryny nadaje krasnorostom charakterystyczny czerwony kolor, któremu cała grupa zawdzięcza swoją nazwę (od staropolskiego słowa krasny, oznaczającego czerwony).
Rozmnażanie krasnorostów
Krasnorosty mogą rozmnażać się płciowo i bezpłciowo. Bezpłciowe rozmnażanie odbywa się przez aplanospory, natomiast rozmnażanie płciowe – na drodze oogamii.
Cykl rozwojowy krasnorostów obejmuje kolejno trzy pokolenia: haploidalny gametofit, diploidalny sporofit (nazywany również karposporofitem) oraz diploidalny tetrasporofit. Na gametoficie powstają gametangia męskie (spermatangia) i żeńskie (karpogony). Po połączeniu gamet powstaje zygota, która przekształca się w diploidalny sporofit, on z kolei produkuje diploidalne karpospory. Z karpospory powstaje diploidalny tetrasporofit, który na drodze mejozy produkuje haploidalne tetraspory. Tetraspory dają początek haploidalnemu gametofitowi.
.
Znaczenie zielenic i krasnorostów w przyrodzie i dla człowieka
Rola w przyrodzie:
Główni producenci materii organicznej: jako organizmy autotroficzne, stanowią pierwsze ogniwo wodnych łańcuchów pokarmowych. Są bezpośrednim pokarmem dla zooplanktonu, ryb roślinożernych i ssaków wodnych.
Produkcja tlenu: wraz z protistami roślinopodobnymi są głównymi producentami tlenu rozpuszczonego w wodzie, który jest niezbędny do życia wszystkim organizmom wodnym.
Siedlisko i schronienie: Rozbudowane plechy wielokomórkowych krasnorostów i zielenic tworzą podwodne „lasy” i „łąki”, które dają schronienie innym organizmom wodnym.
Znaczenie dla człowieka
Przemysł spożywczy: niektóre gatunki są wykorzystywane w bezpośrednim spożyciu jako składniki sałatek i innych pokarmów (np. sałata morska, krasnorosty z rodzaju Porphyra). Z krasnorostów pozyskuje się karagen i agar - substancje żelujące używane w produkcji dżemów, żelków, lodów i jogurtów.
Medycyna i farmacja: agar jest niezbędnym podłożem do hodowli bakterii i grzybów w laboratoriach mikrobiologicznych. Niektóre gatunki zawierają substancje o działaniu przeciwbakteryjnym i przeciwpasożytniczym.
Rolnictwo: wysuszone plechy morskich glonów stosowane są jako nawozy naturalne, bogate w jod, potas i mikroelementy.
Oczyszczalnie ścieków: wykorzystuje się je w biologicznych oczyszczalniach (tzw. stawach glonowych) do usuwania zanieczyszczeń organicznych ze ścieków komunalnych.
Wskaźniki jakości wód (fitoindykatory): wiele gatunków zielenic (np. skrętnica) występuje tylko w wodach o konkretnej czystości, co pozwala oceniać stan środowiska.
Wysłuchaj audiobooka, a następnie wykonaj polecenia
Podsumowanie
Rośliny pierwotnie wodne (zielenice i krasnorosty) to grupa eukariontów, która ewolucyjnie nigdy nie zasiedliła lądu; wyróżniają się chloroplastami otoczonymi dwiema błonami, co jest wynikiem endosymbiozy pierwotnej.
Zielenice są organizmami jednokomórkowymi lub wielokomórkowymi plechowcami, żyjącymi w wodach słonych i słodkich oraz w wilgotnych miejscach na lądzie.
Zielenice wykazują cechy wspólne z wszystkimi roślinami lądowymi: obecność chlorofilu a i b, karotenów i ksantofili, gromadzenie skrobi jako materiału zapasowego oraz celulozę i pektyny jako główny składnik ściany komórkowej.
Zielenice rozmnażają się bezpłciowo przez zarodniki typu aplanospor lub zoospor oraz przez podział komórki i fragmentację plechy.
Rozmnażanie płciowe zielenic może mieć postać izogamii, anizogamii lub oogamii. W cyklu życiowym występuje izomorficzna przemiana pokoleń.
Krasnorosty są w większości roślinami wielokomórkowymi, o silnie zróżnicowanych plechach; występują głównie w wodach słonych.
Do cech specyficznych krasnorostów należą: chlorofil d, fikobiliny, skrobia krasnorostowa oraz polisacharydy ściany komórkowej, takie jak agar i karagen.
Zielenice i krasnorosty są producentami i stanowią pierwsze ogniwo wodnych łańcuchów pokarmowych.
Ćwiczenia utrwalające
Na poniższej rycinie przedstawiono cykl rozwojowy przedstawiciela zielenic – taśmy morskiej (Enteromorpha).
Wróć do polecenia na stronie „Na dobry początek” i dopisz brakujące definicje. Pamiętaj, żeby nie kopiować słownika, ale wyjaśnić każde słowo kluczowe w miarę możliwości swoimi słowami.