Struktura řas, příprava na Jednotnou státní zkoušku z biologie

Řasy jsou jednou z nejstarších skupin rostlin. Život těchto rostlin je velmi úzce spjat s vodou. Studium řas je věda algologie.

Řasy žijí ve vodním prostředí v různých hloubkách. Voda však světlo láme a rozptyluje a paprsky červeného spektra nezbytné pro proces fotosyntézy nepronikají hlouběji než 12 m. Proto v procesu evoluce různé druhy řas vyvinuly speciální dodatečné pigmenty, které jim umožňují absorbovat světlo v modré části spektra. Různé druhy řas mají různé pigmenty. To je patrné z jejich jmen. Řasy jsou schopny absorbovat základní živiny celým svým povrchem těla.

Rozdělení zelených řas

Tyto řasy neobsahují další pigmenty, a proto jim barvu dodává chlorofyl. Žijí ve sladké i slané vodě. Lze je nalézt na vlhkých místech na souši: v půdě, na skalách, na kůře stromů. Velikost zelených řas se pohybuje od několika mikrometrů po metry. Zástupci tohoto oddělení mohou být různých typů: jednobuněční, koloniální nebo mnohobuněční.

Z jednobuněčných zelených řas jsou typickými zástupci Chlamydomonas a Chlorella.

Chlamydomonas

Chlamydomonas se skládá z jedné buňky prodloužené z předního konce. Zde je umístěn pár bičíků, které zajišťují pohyb. Buněčná stěna chrání chlamydomonas před vnějšími vlivy. Buňka obsahuje haploidní jádro s jednou sadou chromozomů a velký miskovitý plastid (chromatofor), který dává zelenou barvu. Na předním konci je pár kontraktilních vakuol, které odvádějí přebytečnou tekutinu.

Chlamydomonas je schopen si vybrat více osvětlených oblastí ve vodě a pohybovat se směrem k nim. Tato schopnost se nazývá pozitivní fototaxe. Pro umožnění takového pohybu má řasa na bázi bičíku oko citlivé na světlo (stigma).

V životním cyklu Chlamydomonas dochází ke střídání haploidních a diploidních forem.

Příznivé podmínky vyvolávají nepohlavní rozmnožování. Když buňka vyroste do určité velikosti, odhodí bičíky a získá zaoblený tvar. Buněčné jádro se začíná dělit. Poté praskne buněčná membrána a objeví se několik párů malých buněk s bičíky. Jedná se o zoospory. Jak rostou, mění se v dospělé chlamydomonas.

Nepříznivé podmínky prostředí spouštějí sexuální proces. Uvnitř buněk se tvoří gamety, které se po uvolnění do vody spojí a vytvoří zygotu. Je třeba poznamenat, že gamety z různých rodičovských buněk jsou kombinovány. Dále je zygota pokryta hustou membránou, tvořící zygocystu, přežívající v tomto stavu nepříznivé podmínky. Při změně okolních podmínek začíná v zygocystě meióza a vznikají 4 zoospory, ze kterých vyrůstají dospělé chlamydomonas.

Chlorella

Chlorella není schopná pohybu a díky své nízké hustotě se zadržuje v horních vrstvách vody.

Rozmnožování probíhá nepohlavně. Ve formě cysty je schopen přežít nepříznivé podmínky.

Typickými zástupci vláknitých zelených řas jsou Ulothrix a Spirogyra.

Ulotrix

Pomocí spodního rhizoidu nebo připojovací buňky je ulothrix držen na jednom místě v substrátu. Cytoplazma této buňky odumírá a buněčná stěna naopak houstne. Všechny ostatní buňky mají stejnou strukturu.

Fragment vlákna ulotrix je schopen dát vzniknout novému organismu. Jedná se o vegetativní způsob rozmnožování. Kromě toho je možný pohlavní a nepohlavní přenos.

Při nepohlavním rozmnožování se tvoří pohyblivé zoospory se 4 bičíky. Získávají se mitotickým dělením buněk ve střední části závitu. Jakmile se zoospory přichytí k povrchu, uvolní bičíky a začnou se dělit. Spodní buňka se stane připojovací buňkou, zbytek tvoří závit.

Pohlavní rozmnožování je typické pro nepříznivé podmínky. V buňkách dozrávají gamety a po spojení tvoří zygotu. Zygota tvoří zygocystu, která čeká na příznivý okamžik k růstu. Pak v něm nastává meióza a vznikají haploidní buňky. Tyto buňky dají vzniknout novým vláknům ulotrixu.

Spirogyra

Spirogyra vlákna tvoří velké buňky. Ve středu buňky je vakuola, prostoupená řetězci cytoplazmy. Spirogyra se vyznačuje přítomností jednoho nebo více stuhovitých chromatoforů ve formě spirály a haploidního jádra.

Fragment vlákna je schopen dát vzniknout novému organismu. Jedná se o vegetativní způsob rozmnožování.

Kromě toho je možná sexuální reprodukce nebo konjugace. Když se obě vlákna spojí, vytvoří konjugační trubici, kterou obsah jedné buňky proudí do druhé. Dvě buňky se spojí v jednu. Jejich jádra se také spojí a vytvoří diploidní zygotu. Taková zygota je obklopena hustou membránou a nazývá se zygospora. Proces dělení probíhá v zygotě. Pomocí meiózy se tvoří 4 haploidní buňky. Tři z nich zemřou a z jednoho vznikne nové haploidní vlákno.

Koloniální řasy

Koloniální řasy jsou mikroorganismy, které tvoří kolonie se stejným genotypem.

Typickým zástupcem je Volvox. Je to řasa skládající se z aktivních bičíkatých buněk. Každá buňka se rozmnožuje binárním štěpením.

Volvox je přechodná forma mezi jednobuněčnými a mnohobuněčnými organismy.

Oddělení hnědých řas

Další pigmenty umožňují provádět fotosyntézu v hloubkách až třiceti metrů. Tyto řasy žijí pouze v mořské vodě a jsou to velké rostliny, jejichž stélka je dlouhá až 30 metrů a skládá se z diploidních buněk. Thallus má rhizoidy, kterými se přichytává k substrátu. Typickými zástupci jsou fucus a chaluha.

Životní cyklus hnědých řas spočívá ve střídání haploidního gametofytu a diploidního sporofytu.

Rozmnožování probíhá sexuálně i nepohlavně.

Diploidní buňky dávají vznik haploidním buňkám prostřednictvím meiózy. U některých druhů (fucus) jsou tyto buňky přeměněny na gamety, které po splynutí vytvoří zygotu, ze které vyroste nová rostlina. Jiní tvoří spory v důsledku meiózy, po které začíná haploidní stadium. Toto stadium se vyznačuje tvorbou malých nití, které jsou dvoudomé. Na těchto vláknech se tvoří mnohobuněčné reprodukční orgány, ve kterých dozrávají gamety: vajíčka a spermie. Když gamety splynou, vytvoří zygotu, která vyroste v diploidní rostlinu.

Z hnědých řas se získává laminarin, mannitol, jód a brom. Tyto rostliny se používají v potravinářském průmyslu.

Rozdělení červených řas (fialové řasy)

Mohou žít v hloubkách více než 30 metrů, ale vyskytují se i v mělčích oblastech. Hlavními pigmenty zástupců tohoto oddělení jsou chlorofyl, karotenoidy (žlutooranžové), fykobiliny (červeno-modré).

Velikost zástupců tohoto oddělení dosahuje několika desítek centimetrů. Existují však i jednobuněčné řasy.

Typickými zástupci jsou porphyra a phyllophora.

Životní cyklus zahrnuje jak haploidní, tak diploidní fáze. Bičíkaté stadium chybí.

Červené řasy se používají k výrobě léků a konzumují se jako potrava.

Pokud se vám líbil náš materiál na téma “Jednobuněčné řasy” – přihlaste se do online kurzů pro přípravu na Jednotnou státní zkoušku z biologie

Řasy jsou nižší rostliny, nejprimitivnější: nemají rozdělení organismu na stonek, kořen a listy. Spěchám poznamenávám, že termín „nižší rostliny“ je zastaralý pojem, který se v botanice používal až do druhé poloviny 20. století.

Moderní biologie nepovažuje tkáňovou diferenciaci za určující rozdíl zásadní rozdíly v buněčné struktuře a metabolismu jsou nyní považovány za významné. Mnoho zastaralých příruček však tento termín používá a cítím povinnost vás na to upozornit.

Nauka o řasách se nazývá algologie (z latinského alga – mořská tráva, řasa a řeckého λόγος – učení).

Mezi řasami jsou jednobuněčné a mnohobuněčné, některé řasy dosahují délky 100-200 metrů. Způsob výživy řas je autotrofní: syntetizují organické látky procesem fotosyntézy. Sluneční světlo, procházející tloušťkou vody, je rozptýleno, což s rostoucí hloubkou ztěžuje fotosyntézu. Proto mají často kromě chlorofylu i další pigmenty.

Buňky řas se vyznačují přítomností buněčné stěny (tvořené z celulózy a glykoproteinů – z řeckého glykys sladký (sacharidy) + řecky prōtos – první, nejdůležitější (bílkovina)) Organely se nacházejí v cytoplazmě (syn. – extranukleární protoplazma), kde je také umístěn jeden nebo více chromatoforů. Rozmnožování probíhá nepohlavně, vegetativně nebo pohlavně.

Tělo řasy představuje stélka (syn. – stélka) – nediferencovaná akumulace buněk. Pomocí rhizoidů (ze starořeckého ῥίζα – kořen a εἶδος – typ) se řasy přichycují k substrátu (kameny, korálové polypy neplní funkci absorpce). Řasy nemají skutečná pletiva, neexistují žádná mechanická pletiva, protože stélek řas je podepřen (plave) ve vodním sloupci. Neexistují žádné vodivé tkáně: každá buňka má přímý přístup k vodě, takže do buňky vstupuje kyslík z okolní vody a oxid uhličitý se odstraňuje do vody.

Chromatofor (z řeckého chroma – barva a phoros – ložisko) je organela v buňce řas, podobná chloroplastu a provádějící fotosyntézu. Od chloroplastu se liší svou zjednodušenou strukturou, menší velikostí a odlišným složením chlorofylu. Zevně se od sebe liší tvarem chromatofor může být: miskovitý, spirálovitý, ve tvaru otevřených prstenců, válcovitý, páskovitý, diskovitý. Chromatofory obsahují pigmenty, které dodávají rostlině její barvu.

Systém vakuol v buňkách řas je dobře vyvinutý v buňkách mobilních řas; Jejich hlavní funkcí je udržovat konstantní osmotický tlak uvnitř buňky. Představte si: v hlubinách sladkovodní nádrže (ne moře – koncentrace solí v moři je vyšší) se nachází řasová buňka, do které neustále přitéká spousta vody. Pokud by takové kontraktilní vakuoly nebyly, buňka by prostě praskla, ale jejich práce zajišťuje odstranění přebytečné vody.

Také mnoho mobilních řas má v buňkách světlocitlivé oko (stigma), které způsobuje jejich citlivost na světlo – fototaxi. Mobilní řasy se snaží obsadit co nejvíce osvětlené místo, aby proces fotosyntézy mohl probíhat aktivně.

Životní cyklus řas

Životní cykly řas jsou různé a jsou určovány řadou faktorů prostředí. Životní cyklus rozebereme na příkladu zelené řasy Ulva (mořský salát).

Pro začátek si všimneme, že obecně je životní cyklus řas střídáním dvou fází: haploidní (gametofyt) a diploidní (sporofyt). Haploidní fáze je fáze, ve které buněčná jádra obsahují nepárovou (poloviční) sadu chromozomů. Haploidní fáze vždy zahrnuje gamety: spermie, spermie (které se od spermií liší nepřítomností bičíku) a vajíčka.

Při splynutí dvou gamet: vajíčka (n) a spermie (n) vznikne zygota (2n), ze které se vyvine sporofyt (2n), čímž se obnoví diploidní sada chromozomů ve sporofytu. V zoosporangiu na sporofytu se v důsledku meiózy tvoří zoospory (n), které se mitózou dělí, rostou a tvoří samčí a samičí gametofyty (n). Buňky gametofytů se dělí mitózou, vznikají gamety (n), které se spojí v zygotu (2n) a cyklus se uzavře.

Typy sexuálních procesů

• Izogamie – kopulační prvky (gamety) se od sebe neliší, jsou pohyblivé
• Anizogamie – z řec. anisos nerovný a gamos manželství (heterogamie) – u tohoto typu se kopulační prvky liší velikostí, tvarem, velikostí, chováním
• Oogamie – ze starověké řečtiny. ᾠόν vejce a γάμος manželství – kopulační prvky se od sebe výrazně liší: velká samičí gameta bez bičíků, obvykle s malou, pohyblivou samčí gametou. Je přijatelné považovat oogamii v určitém smyslu za podtyp anizogamie.

Zvláště stojí za to zdůraznit typ sexuálního procesu – konjugace. Konjugace se vyznačuje tím, že se neslučují gamety, ale obyčejné vegetativní buňky, které postrádají bičíky. Buňky se navzájem spojují pomocí laterálních výrůstků, vzniká kopulační (konjugační) kanál, kterým proudí obsah jedné buňky do druhé – vzniká zygospora. Následně se ze zygospory vyvine nová řasa.

Je třeba poznamenat, že zoospora je mobilní buňka, která se může pohybovat ve vodě pomocí bičíků. Tvoří se v zoosporangiu. Zoospora se podílí na nepohlavním rozmnožování u mnoha řas a prvokových hub. Některé řasy mají aplanospory (gr. aplanes nepohyblivé + semeno spor) – nepohyblivé, bičíkaté spory. Zoospory a aplanospory se uvolňují do prostředí protržením stěn sporangia, ve kterém se nacházejí.

Význam řas

Ve Světovém oceánu tvoří většinu biomasy řasy. Jsou hlavními producenty organické hmoty, při fotosyntéze přeměňují energii slunečního světla na energii chemických vazeb. Význam řas pro člověka je těžké přeceňovat: látky, které obsahují, jsou nezbytné pro normální růst a vývoj zvířat i lidí (např. mořské řasy (laminaria) mají vysoký obsah jódu).

© Bellevich Yury Sergeevich 2018-2025

Tento článek napsal Jurij Sergejevič Bellevič a je jeho duševním vlastnictvím. Kopírování, šíření (včetně kopírování na jiné stránky a zdroje na internetu) nebo jakékoli jiné použití informací a předmětů bez předchozího souhlasu držitele autorských práv je trestné ze zákona. Chcete-li získat materiály článku a povolení k jejich použití, kontaktujte Bellevič Jurij.