Файл: Курсовая работа по дисциплине ботаника происхождение и основные направления в эволюции водорослей.docx
Добавлен: 25.10.2023
Просмотров: 237
Скачиваний: 6
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
| Министерство просвещения Российской Федерации федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Оренбургский государственный педагогический университет» |
| Институт естествознания и экономики Кафедра ботаники и зоологии |
КУРСОВАЯ РАБОТА
ПО ДИСЦИПЛИНЕ: БОТАНИКА
ПРОИСХОЖДЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ В ЭВОЛЮЦИИ ВОДОРОСЛЕЙ
Направление подготовки/специальность: 44.03.05 Педагогическое образование (с двумя профилями подготовки)
Направленность (профиль) подготовки: Биология и География
Форма обучения: заочная
Выполнил студент:
Рожнова Елена Александровна
курс, группа: 2 курс, ЗБ-БГ-21
Руководитель: к.б.н. доцент
Раченкова Елена Геннадьевна
подпись оценка
«____»______________2023 г.
Оренбург, 2023г.
Оглавление
Введение………………………………………………………………………… 3
Глава 1. Общая характеристика водорослей…………………………………..5
-
Происхождение термина «водоросли»…………………………………5 -
Строение, питание и размножение водорослей………………………..7 -
Водоросли и их отличие т других растений…………………………....9
Глава 2. Основные направления эволюции водорослей…………………….14
2.1. Происхождение ,родственные связи и эволюция водорослей …………14
2.2. Основные факторы, влияющие на распространение и развитие водорослей………………………………………………………………………22
Заключение ……………………………………………………………………..29
Список использованных источников ………………………………………..30
Введение
Водоросли — обширная и разнообразная группа низших растений. Они встречаются в пресноводных и морских водоёмах, а также на камнях и в почве. Водоросли имеют большое значение для жизни нашей планеты, они поглощают углекислый газ и выделяют кислород, создавая питательные вещества для водных животных. Водоросли широко используются человеком: в пищу, для производства лекарств и биологической очистки сточных вод. Действительно, слово «водоросли» означает лишь то, что это растения, живущие в воде. Однако в ботанике этот термин применяется в более узком смысле, и не все растения, наблюдаемые нами в водоёмах, можно назвать водорослями. С другой стороны, именно водоросли мы часто попросту не замечаем в водоёмах, так как очень многие из них нелегко распознать невооружённым глазом. Водоросли могут использоваться в качестве индикаторов состояния водоема. Они являются биоиндикаторами. Они являются начальным звеном в трофической цепи экосистемы водоема. Это обширная и неоднородная группа примитивных, напоминающих растения организмов. За немногими исключениями, они содержат зеленый пигмент хлорофилл, который необходим для питания путем фотосинтеза, т.е. синтеза глюкозы из диоксида углерода и воды. Очень редко встречаются бесцветные водоросли, но во многих случаях зеленый хлорофилл маскируется у них пигментами другого цвета. Фактически среди тысяч видов, входящих в эту группу, можно найти формы, окрашенные в любой из тонов солнечного спектра. Хотя водоросли иногда относят к наиболее примитивным организмам, это мнение можно принять лишь с существенными оговорками. Действительно, у многих из них отсутствуют сложные ткани и органы, сравнимые с хорошо известными у семенных растений, папоротниковидных и
даже у мхов и печеночников, однако все процессы, необходимые для роста, питания и размножения их клеток, весьма, если не полностью, сходны с происходящими в растениях. Таким образом, физиологически водоросли достаточно сложны.
Цель работы – изучить происхождение и эволюцию водорослей. Для достижения поставленной цели были поставлены следующие задачи: - изучить происхождение термина «водоросли»; - рассмотреть строение, питание и размножение водорослей; - выделить отличие водорослей от других растений; - изучить происхождение, родственные связи и эволюция водорослей; - определить основные факторы, влияющие на распространение и развитие водорослей. При написании курсового проекта и выполнении поставленных целей, были использованы следующие информационные источники: справочники, учебная литература, периодические издания, научные статьи ведущих отечественных и зарубежных ученых и практиков, а также ресурсы Интернет. Работа состоит из двух глав, разделенных на параграфы, заключения и списка использованной литературы.
Глава 1. Общая характеристика водорослей
1.1. Происхождение термина «водоросли»
На сегодняшний день нужно понимать, что термин не несёт таксономического смысла. Нет никакой таксономической единицы в системе природы, которая называлась бы водоросли. Водоросли как таксономическая группа была введена Карлом Линнеем. С той поры очень многие пытались в ранге царства растений рассмотреть эту таксономическую группу. Водоросли термин только биологический. Он, по-сути, как термин микроорганизмы. Только если в микро- организмах мы ограничены размером, то водоросли это искусственно собранная группа организмов, тело которых не достигло дифференцировки на многоклеточные вегетативные органы. Помимо этого, организмы преимущественно обитают в воде и обладают оксигенным фотосинтезом. Оксигенный фотосинтез связан с тем, что в качестве донора электронов используется электрон, который возникает при фотолизе воды. Побочный продукт фотолиза воды— кислород.
Если дальше пытаться давать определение водоросли, то обычно упоминают, что это бессосудистое растение. Это больше дань к тому, что раньше водоросли рассматривали как часть высших растений. Что организмы могут размножаться бесполым путём с помощью спор и при этом у них, как правило, одноклеточные половые органы. Если мы возьмем это длинное определение и попытаемся вычленить какой-либо пункт, который был бы характерен для водорослей. Потому что, что касается оксигенного фотосинтеза то высшие растения в воде с оксигенным фотосинтезом, что касается воды, то не все водоросли живут в воде. Что касается дифференцировки на органы, то таллом тело у мхов, лишайников, грибов. термин шире и характеризует не только водоросли. Что касается размножения спорами, то здесь еще более широкий круг представителей. Что касается одноклеточных половых органов, но у грибов тоже могут быть одноклеточные, кроме того, не у всех водорослей одноклеточные органы. есть харовые, у которых половые органы многоклеточные. Это все о том, что нет таксономического понятия водоросли и для водоросли нельзя построить естественную систему.
Если мы возьмем Diaphoretickes это такой мегаствол, который переводится как «разнообразные», то только одна ветка внутри группы связана с высшими растениями. Есть дифференцировка на многоклеточные вегетативные органы. Но фотосинтез наблюдается почти по всему стволу в целом. Что касается супергруппы Amorphea то ее отличие заключается в том, что мы не можем здесь найти водоросли, потому что этой группе характерно отсутствие пластид. Другое дело, что многие водоросли вторично отказались от пластид и перешли на гетеротрофное питание. Есть еще один ствол, который называется Excavata, сейчас показано, что эта группа не является монофилетичной и разбита на две царства: Metamonada и Discoba, и вот среди Discoba есть организмы, которые попадают под определение водоросли: эвглены. Если мы посмотрим на эту систему с точки зрения всего курса, то здесь уже и среди Amorphea можно найти царство грибы, которые раньше относились к низшим растениям. Среди Amoebozoa есть миксомицеты. есть такое понятие слизевики. Это более широкое понятие. И вот среди слизевиков есть миксогастровые миксомицеты, которые традиционно изучают микологи и эта форма жизни, которая раньше относилась к низшим растениям, встречается у Discoba, в царстве Rhizaria, в царстве Stramenopiles, то что раньше называли миксомицеты. Оказалось, что миксомицеты тоже не монофилетическая группа. Два человека, две личности, которые самими водорослями не занимались, но внесли очень большой вклад в науку. Иван Алексеевич Двигубский (1771–1839) был ректором Московского университета, был ботаником и зоологом. Очень много биологических терминов, адаптированных к русскому языку было введено именно им. Он продолжил работу Ломоносова, в свое время он очень много вводил научной терминологии в русский язык. И, хотя И. А. Двигубский сам водорослями не занимался, как раз он и предложил этот термин— «водорасли». То есть, в воде растущие. Не только водоросли в узком смысле, но и высшие водные растения. Иногда бывает, что для школьников и сейчас термин водоросли расширяют, и объединяют не только водоросли, но и высшие растения.
Михаил Александрович Максимович (1804–1873) начинал учиться как филолог, но потом перевёлся на естественно-научный профиль. Много сделал для описания флоры Московской области, его гербарий до сих пор хранится на кафедре. Был директором ботанического сада, дружил с Н. В. Гоголем. Он изменил букву «а» в слове «водорасли» на «о». Считается, что М. А.Максимович пытался дать азы ботаники и писателю. Был назначен первым ректором новообразованного Киевского университета. С этого момента он полностью отходит от ботаники и начинает заниматься этнографией.
1.2. Строение, питание и размножение водорослей
Водоросли (Algae) — это протисты, способные к фотосинтезу. К водорослям относятся одноклеточные и многоклеточные организмы, способные осуществлять фотосинтез, т. к. в их клетках содержатся хлоропласты. Водоросли имеют разные форму и размеры. Они живут преимущественно в воде до глубин, куда проникает свет. Среди водорослей встречаются как микроскопически малые, так и гигантские, достигающие длины свыше 100 м (например, длина бурой водоросли макроцистиса грушевидного 60-200 м). В клетках водорослей содержатся специальные органоиды — хлоропласты, которые осуществляют фотосинтез. У разных видов они имеют различную форму и размеры. Необходимые для фотосинтеза минеральные соли и углекислый газ водоросли поглощают из воды всей поверхностью тела и выделяют в окружающую среду кислород. В пресноводных и морских водоемах широко распространены многоклеточные водоросли. Тело многоклеточных водорослей называется слоевищем. Отличительная черта слоевища — сходство строения клеток и отсутствие органов. Все клетки слоевища устроены почти одинаково, и все части тела выполняют одинаковые функции. Размножаются водоросли бесполым и половым способами. Одноклеточные водоросли размножаются, как правило, делением. Бесполое размножение водорослей осуществляется также посредством специальных клеток — спор, покрытых оболочкой. Споры многих видов имеют жгутики и способны самостоятельно передвигаться. Для водорослей характерно и половое размножение. В процессе полового размножения участвуют две особи, каждая из которых передает свои хромосомы потомку. У одних видов эта передача осуществляется при слиянии содержимого обычных клеток, у других слипаются специальные половые клетки — гаметы. Водоросли живут преимущественно в воде, заселяя многочисленные морские и пресноводные водоемы, как крупные, так и небольшие, временные, как глубокие, так и мелкие. Водоросли населяют водоемы лишь на тех глубинах, на которые проникает солнечный свет. Немногие виды водорослей обитают на камнях, коре деревьев, почве. Для обитания в воде водоросли имеют ряд приспособлений. Для организмов, обитающих в океанах, морях, реках и других водоемах, вода является средой обитания. Условия этой среды заметно отличаются от наземных условий. Для водоемов характерны постепенное ослабление освещенности по мере погружения на глубину, колебания температуры и солености, низкое содержание кислорода в воде — в 30-35 раз меньше, чем в воздухе. Кроме того, для морских водорослей большую опасность представляет движение воды, особенно в прибрежной (приливно-отливной) зоне. Здесь водоросли подвергаются воздействию таких мощных факторов, как прибой и удары волн, отливы, приливы. Выживание водорослей в таких жестких условиях водной среды возможно благодаря специальным приспособлениям. При недостатке влаги оболочки клеток водорослей значительно утолщаются и пропитываются неорганическими и органическими веществами. Это защищает организм водорослей от высыхания в период отлива. Тело морских водорослей прочно прикреплено к грунту, поэтому во время прибоя и ударов волн они сравнительно редко отрываются от грунта. У глубоководных водорослей имеются более крупные хлоропласты с высоким содержанием хлорофилла и других фотосинтезирующих пигментов. У некоторых водорослей есть специальные пузыри, заполненные воздухом. Они, как поплавки, удерживают водоросль у поверхности воды, где есть возможность улавливать максимальное количество света для фотосинтеза. Выход спор и гамет у морских водорослей совпадает с приливом. Развитие зиготы происходит сразу после ее образования, что не позволяет отливу унести ее в океан.
1.3.Водоросли и их отличие от других растений
Водоросли и растения относятся к одному царству Растений. Благодаря водорослям, автотрофным пионерам, смогли появиться более специализированные и высокоорганизованные подданные царства Флоры. В морфологическом отношении для водорослей наиболее существенным и действительно всеобъемлющим признаком является отсутствие, даже при весьма сложной внешней расчлененности тела, настоящих стеблей, листьев и корней, типичных для высших растений. Их тело обозначается как слоевище, слоевцо, или таллом. Иными словами, в царстве растений водоросли относятся к обширному подцарству низших, или слоевцовых, растений, куда входят также бактерии, актиномицеты, слизевики, грибы и лишайники. Как и все низшие растения, водоросли размножаются или вегетативно, или с помощью спор, т. е. относятся к споровым растениям (в отличие от семенных, или цветковых, растений). Однако в физиологическом отношении водоросли резко отличаются от остальных низших растений наличием хлорофилла, благодаря которому они способны ассимилировать на свету углекислый газ, т. е. питаться фототрофно. Такой же способностью обладают и некоторые бактерии, имеющие зеленую окраску. Однако содержащийся в них пигмент хоть и близок к хлорофиллу, но не тождествен ему. С другой стороны, имеются водоросли, вполне типичные по строению, но бесцветные, вторично утратившие хлорофилл и тогда уже полностью питающиеся гетеротрофно. Кроме того, многим водорослям, обладающим хорошо развитым хлорофиллом, помимо фототрофного, могут быть свойственны и другие типы питания. Тем не менее, несмотря на все эти исключения, сочетание талломного (слоевцового) строения с наличием хлорофилла достаточно полно характеризует растительные организмы, объединяемые как водоросли.
Таким образом, исходя из сказанного, легко вывести научное определение водорослей. Водоросли — это низшие, т. е. слоевцовые (лишенные расчленения на стебель и листья), споровые растения, содержащие в своих клетках хлорофилл и живущие преимущественно в воде. Такое определение, однако, не дает представления о том огромном разнообразии в строении тела, которое свойственно водорослям. Здесь встречаемся и с микроскопическими организмами — одноклеточными, колониальными и многоклеточными, и с крупными формами различного строения. Большого многообразия достигают здесь также способы размножения и строение органов размножения. Даже по окраске водоросли неодинаковы, так как одни содержат только хлорофилл, другие — еще ряд дополнительных пигментов, окрашивающих их в различные цвета.Точный учет всех особенностей в строении, размножении и развитии водорослей привел современную науку к убеждению, что ныне живущие водоросли не представляют собой монолитной группы организмов, объединенных единством строения и происхождения. В настоящее время общепризнано, что водоросли представляют собой совокупность нескольких обособленных отделов (типов) растений, самостоятельных по своему происхождению и эволюции. Каждый из них в систематическом отношении равноценен таким отделам низших растений, как, например, бактерии или грибы. Таким образом, термин «водоросли»,