Caractéristiques des algues vertes jaunes. Conférence : Département des algues jaune-vertes ou hétéroflagellées
Ces algues sont caractérisées par les pigments suivants : chlorophylles a, c, e (la chlorophylle b est absente), P-carotène, e-carotène, xanthophylles : anthéraxanthine, lutéine, zéaxanthine, néoxanthine, violaxanthine, voucheriaxanthine, hétéroxanthine, diadinoxanthine, diatoxanthine. La cellule contient généralement deux chromatophores lamellaires situés dans le réservoir du réticulum endoplasmique, qui est en connexion directe avec la membrane nucléaire, les lamelles trithylakoïdes sont situées dans la matrice chloroplastique et les lamelles trithylakoïdes sont situées dans la matrice chloroplastique. presque toujours (xanthophycées) il y a une lamelle de ceinture (absente chez les eustigmatophycées) ; les pyrénoïdes internes des xanthophycées contiennent des lamelles trithylakoïdes. L'œil (stigmatisation) fait partie du plaste (xanthophycées) ou les granules du stigmate sont situés à l'extérieur du plaste (eustigmatophycées).
Produits de réserve : volutine, graisse, souvent chrysolamine ; l'amidon ne se forme pas. Le flagelle le plus long porte des mastigonèmes, le flagelle le plus court est lisse. Les membranes cellulaires sont souvent constituées de deux ou plusieurs parties ; les kystes (statospores), comme ceux des algues dorées, sont endoplasmiques, leurs membranes sont fossilisées.
En figue. La figure 22 montre des diagrammes de cellules de monades d'algues jaune-vert.
Dans la plupart des systèmes modernes, on distingue deux classes : les xanthophycées et les eustigmatophycées.
Cette classe comprend les algues à différents stades de différenciation du thalle : monadique, rhizopodiale, lalméloïde, coccoïde, filamenteuse, siphonique. Conformément aux types d'organisation du thalle, on distingue des ordres parallèles aux ordres des algues dorées, dinophytes et vertes. L'ordre des Heterochloridales regroupe les formes monadiques, l'ordre des Rhizochioridales comprend les rhizopodiaux, l'ordre des Helerogloeales - les palmelloides, l'ordre des Mischococcales - les coccoïdes, l'ordre des Tribonematales - les filamenteux, l'ordre des Bo(rydiales) - les algues siphoniques.
Les trois dernières commandes sont discutées ci-dessous.
Commander des Mischococcales
L'ordre comprend de nombreuses formes coccoïdes unicellulaires et coloniales. Les cellules de formes diverses sont recouvertes d'une paroi cellulaire, souvent constituée de deux parties. Reproduction par zoospores ou aplanospores.
Le genre Botrydiopsis (Botrydiop.sis) est répandu dans les plans d'eau douce (étangs, fossés, etc.), représenté par des cellules sphériques uniques, recouvertes d'une membrane cellulaire, sous laquelle se trouve un cytoplasme mural contenant de nombreux chloroplastes en forme de disque, et dans les cellules matures - de nombreux noyaux cellulaires. Le centre de la cellule est occupé par une grande vacuole avec de la sève cellulaire, recoupée par de minces brins de cytoplasme. Des gouttes d'huile et des amas de chrysolaminarine sont dispersés dans le cytoplasme. Reproduction par zoospores et autospores, qui se forment en grande quantité dans la cellule (jusqu'à 300). Chez B. arrhiza, lors de la formation des zoonospores, comme chez de nombreuses autres algues jaune-vert (Characiopsis, Tribonema, Bothridium, etc.), à côté des zoospores typiques, des synzoospores sont souvent observées (voir aussi chapitre 4).
Ordre des Tribonemales-Tribonematales
Réunit les formes filamenteuses. Le genre Tribonema, répandu dans les eaux douces, peut être considéré comme représentatif. Le thalle est représenté par un filament non ramifié composé d'une rangée de cellules.
Les cellules cylindriques, souvent légèrement en forme de tonneau, généralement mononucléées, contiennent pour la plupart plusieurs chloroplastes. Dans le cytoplasme se trouve la graisse, la chrysolamine. La paroi cellulaire est toujours constituée de deux moitiés, dont les bords se font face dans le plan médian des cellules. Chaque moitié de la coque est constituée d'un certain nombre de couches superposées.
Même avant la division du noyau cellulaire (au stade interphase), un nouveau morceau cylindrique de membrane est posé dans la région équatoriale sous l'ancienne membrane cellulaire - un anneau intermédiaire. À un stade ultérieur de la division des cellules mères, lors de la cytokinèse, un septum transversal se forme au milieu de ce cylindre creux. La nouvelle coquille, qui a une forme de H dans sa section optique longitudinale, lors de sa croissance, éloigne les deux moitiés plus anciennes de la paroi cellulaire mère l'une de l'autre, s'insérant entre elles. De cette manière, les membranes des cellules voisines sont reliées entre elles ; en conséquence, chaque cellule est entourée de deux moitiés de figures adjacentes en forme de H. Lorsque les cellules reproductrices sont libérées ou sous l'influence de certains agents (par exemple l'acide chromique fort), la membrane cellulaire se désintègre en sections en forme de H. Les fragments de fils se terminent toujours par des moitiés vides de figures en forme de H, qui ressemblent de profil à deux pointes. La reproduction des filaments, en croissance continue en raison des divisions cellulaires transversales, s'effectue par voie végétative - par fragmentation et de manière asexuée - à travers les zoospores, les cellules amiboïdes, les aplanospores, les akinètes.
Ordre botridial-Botrydiales
Réunit les algues xanthophycées, qui ont une organisation en siphon.
Les représentants du genre Botrydium vivent sur un sol humide. Le thalle est siphonique, différencié en une partie aérienne en forme de vessie sphérique en forme de poire d'un diamètre de 1 à 2 mm, et une partie rhizoïdale immergée dans le substrat, généralement ramifiée. Cette forme normale du thalle peut varier sensiblement en fonction des conditions extérieures. Par exemple, lorsque le botrydium est cultivé immergé dans l’eau, on observe des thalles sous forme de fils ramifiés. La paroi est multicouche, avec des microfibrilles de cellulose orientées différemment dans chaque couche. Le cytoplasme est concentré dans la couche murale et entoure une vacuole continue contenant la sève cellulaire. Dans le thalle adulte, le cytoplasme contient de nombreux noyaux ; dans la partie aérienne, on trouve d'abondants chloroplastes en forme de disque avec des pyrénoïdes et d'autres organites. La reproduction est réalisée par des zoospores mononucléées à deux flagelles hétérocontes et hétéromorphes, qui apparaissent lorsque la vessie est immergée dans l'eau (après la pluie, etc.). Des synzoospores ont également été observées. Puis, s'installant au bord de la flaque d'eau, sur le sol asséché, les zoospores se développent en de nouvelles plantes. Par temps sec, des aplanospores se forment à la place des zoospores. Lorsqu’il atteint une certaine maturité interne, le botridium entre en phase dormante. Le chercheur russe V.V. Miller, qui a étudié en détail le genre Botridium en culture, a décrit diverses méthodes de formation de kystes au repos. Dans certains cas, tout le contenu de la vessie donne naissance à un gros kyste à coquille épaisse. V.V. Miller a appelé ces kystes « macrokystes » (B. walirothi, B. tuberosum, B. pachidermum). Dans d'autres cas, le contenu de la partie aérienne est divisé pour former de nombreux sporocystes multinucléés (B. walirothi). Enfin, tout ou partie du contenu de la vessie peut passer dans les rhizoïdes et y former des rhizocystes. Ces derniers sont soit disposés en plusieurs rangées, par exemple chez B. granulatum, soit leur contenu passe dans les extrémités renflées des rhizoïdes, dans chacune desquelles se forme un kyste, par exemple chez B. tuberosum. La même espèce peut avoir différentes formes de kystes qui, dans des conditions extérieures différentes, se remplacent. Toutes les formes de kystes ne nécessitent pas de période de repos pour germer ; ils peuvent germer immédiatement après leur apparition. Les petits kystes (rhizocystes, sporocystes disposés en rangée) germent directement en nouveaux individus ou forment des zoospores. Les gros kystes (macrocystes, formés individuellement par les rhizocystes de B. tuberosum) germent généralement avec des zoospores ou des aplanospores. Chez aucune des espèces étudiées de Botridium B. V. Miller n'a pas observé le processus sexuel. Cependant, il existe des données provenant d'autres auteurs sur l'existence d'un processus sexuel chez B. granulatum, qui est iso- et hétérogame dans différentes races. Ces données nécessitent une confirmation
Dans le genre Vaucheria (des espèces d'eau douce, marines et d'eau salée sont connues), le thalle se présente sous la forme de fils de siphon ramifiés, formant des accumulations semblables à du coton dans l'eau ou de vastes touffes vert foncé sur un sol humide. La croissance des filaments est apicale. Dans les filaments végétatifs du voucheria, à partir de l'apex, on distingue trois zones : apicale, subapicale et vacuolée. Le segment apical est une partie en croissance active du thalle du siphon : il existe de nombreuses vésicules et mitochondries ; les chloroplastes et les noyaux cellulaires sont absents. Les vésicules contiennent un matériau fibreux, éventuellement un précurseur du matériau de la paroi cellulaire (cellulose). Dans la zone sous-apicale, le nombre de vésicules diminue, des chloroplastes et des noyaux cellulaires apparaissent. Les chloroplastes sont nombreux, en forme de disque et dépourvus de pyrénoïdes. Le pyrénoïde en forme de bourgeon n'est observé que dans les semis de Woucheria. À chaque noyau cellulaire est associée une paire de centrioles qui, pendant la prophase de la mitose, migrent vers les pôles opposés des noyaux en voie d'allongement. L'enveloppe nucléaire reste intacte pendant la mitose, un fuseau intranucléaire se forme à l'intérieur et il n'y a pas de centromères ; entre les chromosomes divergents, l'enveloppe nucléaire est entrelacée et entoure les noyaux filles téléphasés. Une mitose normale se produisant à l'intérieur de la coquille du noyau maternel a été observée par L. I. Kursanov (1911) chez un certain nombre d'espèces de Voucheria. Chez toutes les espèces étudiées, L.I. Kursanov a noté une répartition intéressante des divisions nucléaires le long du fil : ayant commencé en un seul endroit, les mitoses se propagent peu à peu aux zones voisines, etc. Ainsi, sur une préparation qui enregistre un certain moment de ce processus, on obtient ce qu'on peut mieux appeler une vague de divisions, où les phases de division individuelles, successives dans le temps, le long du fil sont situées dans le bon ordre. Dans les zones apicale et subapicale, il n'y a toujours pas de vacuole centrale. Ce n'est que dans la partie la plus ancienne - vacuolée - du fil qu'apparaît une vacuole avec de la sève cellulaire (Fig. 23, A). La reproduction est asexuée, par synzoospores et aplanospores.
La formation des synzoospores, leur libération, leur sédimentation et leur germination ont été retracées chez Vaucheria fontinalis au niveau microscopique électronique (Fig. 23.5 "-E). Lorsqu'une synzoospore se forme à l'extrémité quelque peu gonflée du filament, la vacuole centrale disparaît, et tous les organites s'accumulent ici. Associés aux noyaux cellulaires, des paires de centrioles forment des flagelles internes. Les noyaux cellulaires et les flagelles internes sont regroupés autour des vésicules émergentes, dans lesquelles font saillie les flagelles. Les vésicules migrent à la surface du protoplaste et fusionnent avec le plasmalemme. Ainsi, les flagelles atteignent la surface de la future synzoospore.
Selon leurs caractéristiques (couleur, structure, modes de reproduction, etc.), les algues sont divisées en plusieurs types (divisions) : algues vertes, bleu-vert, dorées, diatomées, jaune-vert, pyrrophytes, eugléniques, rouges et brunes.
Donnons une brève description des types.
Algues vertes - Chlorophyta
Formes unicellulaires, coloniales, multicellulaires et non cellulaires. Les formes multicellulaires sont représentées principalement par des algues filamenteuses. Certains se distinguent par une structure interne complexe, rappelant en apparence les plantes supérieures.
Les algues sont de couleur purement verte, cependant, en plus de la chlorophylle verte, les chromatophores contiennent des pigments jaunes - carotène et xanthophylle. La membrane cellulaire est constituée de fibres. Chromatophores avec pyrénoïdes.
La reproduction s'effectue par voie végétative, asexuée et sexuée. La multiplication végétative se produit en divisant l'organisme en parties. La reproduction asexuée est réalisée par des zoospores mobiles avec des flagelles de taille égale (généralement 2 à 4 d'entre eux) ou des aplaiospores - spores immobiles.
Grâce aux zoospores, les algues vertes non seulement se reproduisent, mais se dispersent également. Le processus de reproduction sexuelle est varié. Les représentants des algues vertes sont Chlamydomonas, Spirogyra, Chlorella, Ulothrpx, Cladophora, Closterium, etc.
Algues bleu-vert - Cyanophyta
Formes unicellulaires, coloniales et filamenteuses. Les algues ont des couleurs bleu-vert, jaune-vert, vert olive et autres. La couleur s'explique par la présence de quatre pigments dans les algues bleu-vert : la chlorophylle verte, le phycocyan bleu, le phycoérythryp-pa rouge et le carotène jaune. Ces algues n'ont pas de chromatophore et de noyau formés, les stades flagellaires et le processus sexuel sont absents. Les algues bleu-vert comprennent : oscillatoria, nostoc, gleotrichia, anabena, etc.
Algues dorées - Chrysophyta
Formes unicellulaires et coloniales. Ils contiennent de la chlorophylle et du phycochrysipus, c'est pourquoi la couleur des représentants de ce groupe d'algues est dorée ou jaune brunâtre. Les cellules sont dans certains cas nues ou recouvertes d'une membrane protoplasmique peu différenciée ; on trouve des algues dorées dont le corps est habillé d'une coquille ou enfermé dans une maison.
Certaines formes sont mobiles et se déplacent à l'aide de flagelles, tandis que d'autres sont immobiles à l'état végétatif. Ils se reproduisent par division ou zoospores.
Capable de former des kystes pour résister à des conditions défavorables. Le processus sexuel est très rare. Les représentants de ce type d'algues sont les mallomonas, les dinobrions, les chrysameba, etc.
Diatomées - Bacillariophyta
Organismes unicellulaires et coloniaux dotés d'une coquille silicifiée constituée de deux moitiés appelées valves. Chromatophore I<ел-того или светло-бурого цвета от наличия в нем, кроме хлорофилла, бурого пигмента диатомина. Размножение осуществляется путем деления клеток на две, у некоторых диатомовых наблюдается образование двужгутиковых зооспор. Известен половой процесс. К диатомовым водорослям относятся пинну л я р ия, навикула, плевросигма, гомфонема, сиредра, мелозира и др.
Algues jaune-vert ou hétéroflagellées - Xanthophyta ou Heterocontae
Il s'agit notamment des formes unicellulaires, coloniales, filamenteuses et non cellulaires. Ces algues contiennent, en plus de la chlorophylle, des pigments jaunes - xanthophylle et carotène ; leur couleur varie du jaune-vert clair au jaune foncé. La reproduction se fait par division cellulaire longitudinale, zoospores (elles se caractérisent par la présence de deux flagelles de taille et de structure inégales) et autospores. Le processus sexuel est connu. Représentant : botridium.
Algues pyrrophytes - Pyrrophyta
Formes unicellulaires et coloniales. En plus de la chlorophylle, les algues contiennent du pigment pyrrophylle, qui leur donne une couleur brune et jaune brunâtre. Les cellules sont nues ou recouvertes de membranes blindées. Ils se reproduisent par division, zoosiors, autosiors. Ils forment des kystes. La reproduction sexuée est rare. Les algues pyrrophytes comprennent : le péridinium, le céracium, etc.
Euglenophyta - Euglenophyta
Formes mobiles unicellulaires avec un ou deux flagelles, parfois sans eux ; les cellules sont nues, le rôle de coquille est joué par la couche externe du protoplasme, parfois la cellule est située dans la maison. La plupart des algues sont de couleur verte, parfois vert clair en raison de la présence de xaptophylla. La reproduction se fait par division longitudinale, le processus sexuel est inconnu. Les représentants des algues euglènes sont l'euglène et le facus.
Algues rouges ou algues violettes, Rhodophyta
Ils vivent principalement dans les mers, seuls quelques-uns vivent dans les eaux douces. Ce sont des algues multicellulaires, de couleur rouge.
(avec différentes nuances). La couleur des algues est associée à la présence, en plus de la chlorophylle, d'autres pigments - la phycoérythrine et le phycocyan.
La reproduction asexuée est réalisée par des aplano-spores. Le processus sexuel est très complexe et se caractérise par la présence d'organes mâles - anthéridies et d'organes femelles - oogones, ou carpogones.
Le représentant est batrachospermum.
Algues brunes, Phaeophyta
Le nom a été donné en raison de la couleur jaune-brun du thalle, causée par la présence, en plus des chlorophylles vertes, d'un grand nombre de pigments caroténoïdes bruns. Algues multicellulaires, à prédominance macroscopique (le plus grand organisme vivant dans l'eau est l'algue brune macrocystis, qui atteint une longueur de 60 m et grandit de 45 cm par jour).
La reproduction est végétative, asexuée et sexuée. Les gamètes et les zoospores portent sur le côté deux flagelles, de longueur et de morphologie différentes. Les algues brunes sont répandues dans toutes les mers de la planète ; elles forment souvent des forêts sous-marines, atteignant leur plus grand développement dans les mers des latitudes tempérées et subpolaires, où elles constituent la principale source de matière organique de la zone côtière. Sous les latitudes tropicales, la plus grande accumulation d’algues brunes se trouve dans la mer des Sargasses. Des représentants de quelques genres seulement vivent dans les eaux dessalées et douces, par exemple Pleurocladia, Streblonema, Lithoderma.
Le département des algues dorées (Chrysophyta) comprend environ 400 espèces.
Ensemble de pigments photosynthétiques dans les algues dorées presque la même que celle des algues brunes, des diatomées et des algues pyrophytes. La plupart des algues dorées ont une forme de monade, c'est-à-dire ils sont unicellulaires, mobiles et équipés de 1 à 2 flagelles. Habituellement, les monades sont nues (il n'y a pas de paroi cellulaire), mais de nombreuses espèces portent des corps calcaires sous la membrane cellulaire - des coccolithes ou un squelette interne de silice (Fig. 1). La reproduction est asexuée (par division et zoospores). Le processus sexuel n'est connu que chez quelques espèces.
Habitats
Les algues dorées vivent principalement dans les eaux douces et propres ; caractéristique des eaux acides des tourbières à sphaignes. Jusqu'à récemment, les algues dorées étaient considérées principalement comme un groupe d'eau douce, mais elles se sont avérées apporter une contribution significative à la productivité du phytoplancton marin. Distribué partout dans le monde, mais plus commun sous les latitudes tempérées.
Il n'est pas facile d'étudier les algues dorées, car de nombreux représentants du département, notamment les coccolithophores (Fig. 1a), sont de très petits organismes d'un diamètre d'environ 25-30 microns, ils ne sont donc pas capturés par le réseau planctonique habituel, et la structure des coccolithes ne peut être étudiée qu'à l'aide d'un microscope électronique.
Les coccolithophores sont importants dans la formation des sédiments calcaires de fond (la craie constitue 50 à 75 % de leurs squelettes - les coccolithes). De plus, ils préviennent l’effet de serre en liant l’excès de dioxyde de carbone sous forme de carbonate de calcium lors de la construction de « maisons » à partir de coccolithes.
Les algues dorées sont l'un des groupes d'algues les plus anciens. Des représentants d'algues dorées ont déjà été trouvés dans des sédiments cambriens vieux d'environ 500 à 600 millions d'années. Il est possible que les algues dorées soient les ancêtres des diatomées et des algues brunes.
Riz. 1. Algues dorées : a-d) coccolithophores ; d-g) silicoflagellés
Département des algues jaune-vert
Le département des algues jaune-vert (Xanthophyta) comprend environ 500 espèces d'algues unicellulaires, coloniales, multicellulaires et non cellulaires. Un ensemble de pigments photosynthétiques d'algues jaune-vert est représenté par la chlorophylle UN, chlorophylle Avec et des caroténoïdes, mais contrairement aux algues dorées, les représentants de ce département ne possèdent pas de fucoxanthine.
Les algues dorées se trouvent dans les réservoirs d'eau douce et salée, ainsi que sur terre - dans le sol, sur les pierres ; sont un composant important du plancton et du benthos.
Le représentant le plus célèbre du département est bonia, ou feutre d'eau(Vaucheria), vit dans les eaux douces, saumâtres et marines. Possède un thalle non cellulaire, c'est-à-dire C'est une cellule multinucléée géante. Lors de la reproduction asexuée, Voucheria forme des zoospores multiflagellées et multinucléées. Le processus sexuel est prononcé en oogamie (Fig. 2).
Riz. 2. Cycle de vie de Vaucheria : a) reproduction asexuée ; b) la reproduction sexuée ; 1 - plante mère ; 2 - zoosporange; 3—libération de zoospores ; 4 - zoospores ; 5-germination des zoospores ; 6 - anthéridie; 7 - oogonie; 8 - sperme; 9 - œuf; 10 - zygote
9. Algues jaune-vert. Caractéristiques générales. Ordres.
Les algues jaune-vert peuvent avoir des formes unicellulaires flagellées, coccoïdes, filamenteuses et siphoniques. Les chloroplastes sont en forme de disque. Contient des pigments de chlorophylle a et c, des caroténoïdes. Substances de réserve - glucane, graisses. Ils se reproduisent par division cellulaire ou sexuellement (isogamie, oogamie).
Principaux représentants : Rhizochloris, Chlorothetium, Tribonema, Botrydium.
10. Algues brunes. Structure, reproduction, classes, principaux représentants, répartition, signification
Le département des algues brunes (environ 1 500 espèces) comprend de nombreuses algues macroscopiques dont la caractéristique externe commune est la couleur brun jaunâtre de leurs thalles, due à la présence de pigments jaunes et bruns. Les chloroplastes principalement en forme de disque contiennent des chlorophylles a et c, des carotènes et des xanthophylles. Les pyrénoïdes sont très petits. Nutriments de rechange - laminarine, mannitol (alcool de sucre) et en petites quantités - graisses. En plus des organites habituels, les cellules contiennent des physodes, structures contenant des tanins. Les membranes cellulaires à l'extérieur sont mucilagineuses - pectine, la couche interne est en cellulose.
Le type de structure du thalle des algues brunes est majoritairement lamellaire, souvent organisé de manière très complexe et rarement multifilamentaire. La grande majorité des représentants de ce groupe sont des formes marines.
La taille des thalles d'algues brunes varie de plusieurs dizaines de micromètres à des dizaines de mètres (macrocystis - jusqu'à 50 m). Sous des formes très organisées, les thalles sont différenciés et ressemblent à des plantes à fleurs. Certains grands représentants ont des bulles d'air. Toutes les algues brunes poussent attachées au sol ou à d’autres algues. Pour la fixation, ils forment des rhizoïdes ou un disque basal. Dans une coupe transversale de grands thalles d'algues brunes, on distingue des zones occupées par des cellules de structures différentes, spécialisées pour remplir des fonctions individuelles.
Les cellules sont mononucléées, recouvertes d'épaisses membranes dotées de larges pores. La coque est constituée d'une cellulose interne et d'une couche externe dont la base est constituée de protéines combinées à l'acide alginique et à ses sels. Algulose. Physodes. Les chloroplastes sont généralement petits, en forme de disque, moins souvent en forme de ruban et lamellaire. Un certain nombre de taxons ont un pyrénoïde dans leurs chloroplastes. Dans les chloroplastes, les thylakoïdes sont regroupés en lamelles de 3. Pigments : chlorophylle a, c, caroténoïdes. Les nutriments de réserve dans les cellules en dehors des chloroplastes sont la laminarine (un polysaccharide) et le mannitol (alcool six-hydroxy), ainsi que des lipides en petites quantités.
La reproduction. Chez B.V. On trouve tous les principaux types de reproduction - végétative, asexuée et sexuée. La multiplication végétative se produit lorsque des branches sont accidentellement séparées du thalle ; ces branches ne forment pas d'organes d'attache et ne forment pas d'organes de reproduction asexuée et sexuée. Des organes reproducteurs s'y forment si leur développement a déjà commencé au moment où le thalle est détaché du sol. La reproduction asexuée est réalisée par des zoospores (il existe des espèces qui se reproduisent par mono- ou tétraspores). La structure des zoospores. Les zoospores en forme de poire présentent deux flagelles inégaux sur le côté : celui antérieur est long, celui postérieur est court. La formation de zoospores et de gamètes chez les algues brunes se produit dans des conteneurs de deux types principaux : monoloculaires et multiloculaires. La méiose se produit lorsque des spores se forment dans des sporanges monoloculaires. Le processus sexuel est isogame, hétérogame et oogame. Toutes les algues brunes, à l'exception du Fucus, ont des générations alternées ; dans la génération asexuée (sporophyte) dans les zoosporanges (ou tétrasporanges), après division par réduction, des zoospores (ou tétraspores) se forment ; d'eux poussent des plantes sexuées haploïdes (gamétophytes), dioïques ou bisexuées. Après la fécondation, le zygote se développe en une nouvelle plante diploïde asexuée (sporophyte) sans période de dormance. Chez Fucus, toute la vie des algues se déroule dans la phase diploïde ; seuls les spermatozoïdes et les ovules sont haploïdes, avant la formation desquels se produit une division par réduction.
Selon la nature de l'alternance des générations et le changement des phases nucléaires, les algues brunes sont divisées en 3 classes.
Classe Isogeneratae
Dans la plupart des algues de cette classe, le sporophyte et le gamétophyte ont la même forme et la même taille ou ne diffèrent pas très nettement en taille. Le processus sexuel est iso-, hétéro- ou oogame. Les représentants du genre Ectocarpus sont répandus dans les mers ; On en trouve surtout beaucoup dans les mers froides. Ils poussent dans les zones littorales et sublittorales. Ils participent à l'encrassement des navires et des bouées. Ils ressemblent à de petits buissons ou touffes, constitués de filaments à une seule rangée abondamment ramifiés, se terminant souvent par des poils multicellulaires incolores. La croissance des filaments est intercalaire. Des zoosporanges unicellulaires se forment sur les côtés des branches. En eux, une division de réduction et un certain nombre de divisions du noyau cellulaire se produisent et la formation
de nombreuses zoospores qui émergent du zoosporange, après avoir nagé pendant une courte période, germent en une plante de même apparence, mais haploïde. Sur celui-ci, sur de courtes branches latérales, se forment des gamétanges multicellulaires, dans lesquelles se développent des gamètes identiques en forme et en taille, mais différant par leur comportement (+ et -). Le zygote, sans période de dormance, se développe en un nouveau fil diploïde avec un zoosporange. Ectocarpus se caractérise par un changement isomorphe de générations. Le processus sexuel est l'isogamie.
Couverts- réparti le long des rives européennes de l'océan Atlantique et de la mer Méditerranée. Il a l'apparence de rubans multicouches ramifiés de manière dichotonique atteignant 20 cm de longueur, se terminant par des poils. Extérieurement, les cutlériacées se distinguent des autres algues par la présence d'une frange de poils délicats au sommet ou le long du bord du thalle. À la base des poils, sur certains spécimens, des macrogamétanges à grandes cellules se développent, produisant des macrogamètes biflagellés ; sur d'autres spécimens, des microgamétanges à petites cellules se développent, produisant des microgamètes. Après la fécondation, le zygote se développe sans période de repos en une nouvelle plante diploïde - un sporophyte, qui a la forme d'une plaque ou d'une croûte multicouche, étroitement pressée contre le substrat. Il est si différent d'un gamétophyte qu'il a été décrit sous le nouveau nom générique d'Aglaozonia. Sur sa face supérieure se développent des zoosporanges unicellulaires, dans lesquelles se forment des zoospores après division par réduction. Les zoospores germent en un gamétophyte touffu en forme de ruban. Le genre Cutlaria est le plus connu. Elle sert d'exemple de changement hétéromorphique de génération : son processus sexuel est l'hétérogamie.
Dictyota pousse principalement dans les mers tropicales et subtropicales et se trouve également dans la mer Noire. Il se caractérise par un thalle fourchu et ramifié dont les branches sont situées dans le même plan. La hauteur de la plante est d'environ 20 cm, la largeur des branches est de 4 à 8 mm. Dictyota a une alternance isomorphe de générations. Sur le sporophyte, de grands tétrasporanges sphériques se développent à partir des cellules de surface, dans lesquelles, après division par réduction, se forment 4 tétraspores haploïdes, immobiles et nues. À partir des tétraspores, des gamétophytes mâles (avec de nombreuses anthéridies, produisant jusqu'à 30 000 spermatozoïdes) et femelles (avec des oogonies, produisant un œuf) se développent. Les œufs matures tombent des ovogonies. Après la fécondation, le zygote se développe en un nouveau sporophyte. Dictyota est un exemple de développement d'algues avec un changement de génération isomorphe, dans lequel le processus sexuel est une oogamie.
Classe hétérogénérée
Dans le cycle de développement des algues de cette classe, un sporophyte macroscopique (dans de nombreux cas puissamment développé) et un petit gamétophyte microscopique alternent, qui est souvent appelé prothalle par analogie avec les fougères. Le processus sexuel est isogame ou oogame. Les sporophytes de différents genres diffèrent fortement et sont les plus grandes plantes inférieures, atteignant une longueur de 60 à 100 m avec une division morphologique importante et une structure anatomique complexe. Les sporophytes sont divisés en limbe, pétiole et rhizoïdes ou disque basal. A la jonction de la plaque et du pétiole se trouve un méristème intercalaire. Le sporophyte est vivace, à l'exception de la plaque, qui meurt chaque année et est remplacée par une nouvelle. Dans le méristoderme de la plaque, avant sa destruction, se forment des zoosporanges unicellulaires. Dans chaque zoosporange, après division préalable par réduction, de 16 à 64 (parfois 128) zoospores se forment. Des milliards de zoospores se forment sur un spécimen d’algue. Après une courte période de mouvement, les zoospores germent en gamétophytes mâles et femelles filamenteux microscopiquement petits (prothalle). Les anthéridies produisent un spermatozoïde et les ovogonies produisent un ovule. Après la fécondation, un nouveau sporophyte puissant se développe progressivement à partir du zygote.
Ainsi, l'alternance hétéromorphe des générations est caractéristique des algues hétérogénées. Le processus sexuel est l'oogamie.
Laminaire, les espèces du genre sont répandues dans les mers du nord. Le thalle est divisé en limbe, tronc et rhizoïdes. On le trouve verticalement depuis la surface de la mer jusqu'à une profondeur de 200 m.
Macrocystis, poussant à une profondeur de 10 à 20 m, possède un tronc multi-ramifié atteignant 50 à 60 m de long. Devant chaque assiette, la branche est généralement déployée pour former une bulle d'air en forme de poire. Grâce aux bulles d’air et aux longues branches, la majeure partie du thalle de macrocystis flotte à la surface de la mer. Il est extrait dans le monde entier et transformé en alginates et autres produits chimiques.
Néréocyste Il est représenté par un long tronc (pétiole) atteignant 15-25 m, qui s'étend progressivement vers le haut, porte à son extrémité une bulle d'un diamètre de 12-20 cm, à partir de laquelle s'étendent des plaques étroites (jusqu'à 9 m).
Il existe 24 à 40 plaques de ce type au total. Nereocystis pousse jusqu'à 20 m de profondeur, tandis que la partie supérieure du tronc avec une vessie flotte près de la surface.
Les cycles de vie des représentants ci-dessus sont similaires. Les zoosporanges se forment sur le limbe des feuilles.
Classe Cyclosporées
Cette classe comprend les algues brunes, qui ne présentent pas une alternance de générations, mais seulement un changement de phases nucléaires : l'ensemble des algues est diploïde, seuls les gamètes sont haploïdes. Il n'y a pas de reproduction asexuée. La classe ne contient qu'un seul ordre - Fucus.
Les fucus ont des thalles coriaces, olive ou jaune-brun, ramifiés de manière dichotonique, en forme de ceinture, de 0,5 à 1 m de long et de 1 à 5 cm de large ; certains ont des gonflements remplis d'air. Croissance apicale.
Au moment de la reproduction sexuée, des renflements jaunâtres en forme de haricot se forment aux extrémités des branches - des réceptacles sur lesquels se trouvent les organes génitaux. Les gamétophytes se développent sur les réceptacles sous forme d'une couche tapissant les dépressions (conceptacles ou scaphidies). Les gamétanges se forment dans les dépressions d'une couche de cellules qui provient d'une seule cellule appelée cellule initiale du conceptaculum ou prospore. La couche de revêtement du conceptaculum se développant à partir de la prospore est le gamétophyte. Les gamétophytes de Fucus forment des filaments multicellulaires mononucléaires simples, ramifiés verticaux, certains d'entre eux portent des gamétanges et les autres servent de paraphyses.
Les oogonies de Fucus se trouvent directement à la surface du gamétophyte. Les anthéridies se forment aux extrémités des branches ramifiées. Les ovogonies en développement (8 ovules) et les anthéridies (64 spermatozoïdes) sont excrétées avec du mucus
ils jaillissent du concentaculum, ici les cellules germinales en sont libérées. La fécondation a lieu dans les eaux environnantes. L'œuf fécondé se transforme en une nouvelle plante sans période de dormance.
Genre fucus (Fucus) réparti dans les mers du nord, c'est le principal habitant de la zone côtière.
Sargasses - les « feuilles » sont lamellaires ou subulées. Le tronc est court, de longues branches portant des réceptacles s'étendent de sa partie supérieure ; ces branches meurent chaque année. Les représentants sont répartis principalement dans les mers tropicales et subtropicales. Les sargasses sont utilisées pour produire des alginates ; certaines espèces à feuilles non rigides sont utilisées comme aliment. Dans la mer des Sargasses sur une superficie de 4,4 millions de mètres carrés. km nagent deux espèces de sargasses, qui se reproduisent de manière végétative et n'ont pas d'organes d'attachement.
Variantes isomorphes ou hétéromorphes du cycle de vie haploïde-diploïde ou changement de génération isomorphe et hétéromorphe. Cycles de vie des genres Ectocarpus, Laminaria, Fucus, Conceptacula, Receptacula ou Scaphidia.
Répartition et écologie de B.V. Presque exclusivement des plantes marines. Ils sont répartis partout, de l'Arctique à l'Antarctique. Mais les plus grandes espèces poussent principalement sous les latitudes tempérées et subpolaires. Les représentants du département poussent principalement dans les eaux peu profondes et prédominent sur les substrats côtiers rocheux des régions froides du globe. mais on les trouve également à des profondeurs allant jusqu'à 200 m. Les espèces qui possèdent des bulles d'air flottent librement lorsqu'elles sont séparées du sol et forment parfois (par exemple, dans la mer des Sargasses) de grandes accumulations à la surface de l'eau. Les fourrés les plus puissants de B.V. se forment dans les eaux riches en nutriments. De nombreuses grosses algues sont largement utilisées pour l’alimentation du bétail et pour fertiliser les champs (riches en potassium). Certains types de varech sont utilisés comme aliments ; en plus de leur valeur alimentaire, ils ont également une valeur diététique, car riche en iode et utile pour l'athérosclérose. Auparavant, l'iode était extrait du varech. Les algues brunes sont utilisées en quantités importantes pour produire de l'algine, qui possède une grande capacité adhésive et est utilisée dans la production de papier, de carton et d'encres d'imprimerie. Les algues sont collectées avec des machines de récolte spéciales et celles rejetées à terre sont également utilisées.
Les algues jaune-vert sont répandues dans le monde entier, en particulier dans les plans d’eau douce et propre. Mais on les trouve également dans les eaux saumâtres, acides et alcalines, et sont également communs dans le sol. La plupart des algues jaune-vert sont des organismes planctoniques. On les trouve souvent dans des accumulations d’algues filamenteuses et parmi les fourrés de plantes aquatiques supérieures près des rives des rivières, des étangs et des lacs.
De nombreuses algues jaune-vert étaient autrefois classées comme vertes en raison de certaines similitudes avec elles. Cependant, les algues jaune-vert diffèrent des algues vertes sur des points importants : leurs formes mobiles ont des flagelles de longueurs et de structures différentes. Le flagelle principal est constitué d'un axe et de poils ciliés pennés, et le flagelle latéral est court et lisse. C'est à cause de cette caractéristique que les algues jaune-vert sont également appelées hétéroflagellés. Dans les formes mobiles, il y a un œil rouge à l'extrémité antérieure du chromatophore.
Les chloroplastes des algues jaune-vert contiennent des chlorophylles un Et c, a- et b-carotène et trois types de pigments de xanthophylle : lutéine, violaxanthine et néoxanthine. Selon les combinaisons de ces pigments, les cellules sont colorées en jaune clair ou foncé, moins souvent en vert et dans certains cas en bleu. L'amidon ne se forme pas dans les cellules des algues jaune-vert. Au lieu de cela, l'huile s'accumule et, chez certaines espèces, les glucides chrysolaminerine et volutine. Les parois cellulaires de ces algues sont variées : de fines, permettant à la cellule de former des pseudopodes, à des celluloses denses, entières ou bivalves, souvent incrustées de sels de chaux, de silice ou de fer.
La reproduction végétative des algues jaune-vert s'effectue par division cellulaire longitudinale, tandis que la reproduction asexuée est réalisée par les zoospores et les aplanospores. Le processus sexuel - iso- ou oogamie - est connu chez peu d'espèces.
1 – Botridion; 2 – péridinium ; 3 – cératium
Botridiopsis ériensis(Botrydiopsis ériensis) est un représentant des algues jaune-vert, un organisme unicellulaire largement répandu dans le monde entier. Il vit dans le sol, au fond de la zone côtière des plans d'eau, parmi les fourrés, dans le film biologique des biofiltres des stations d'épuration. On le trouve généralement en petites quantités, mais parfois, lorsqu'il est développé en masse, il donne à l'eau ou à la surface du substrat une délicate couleur jaune-vert.
Botridiopsis peut être facilement détecté en prenant une pincée de n'importe quel sol lors d'une excursion en forêt, dans une prairie ou en rivière. Il doit être placé dans une boîte de Pétri, humidifiée et des lamelles stériles posées à sa surface, sur lesquelles les algues poussent bien. Les boîtes sont conservées à la lumière et à température ambiante et, au fur et à mesure que les algues se développent sur les lames, elles sont examinées au microscope. Les cellules de Botridiopsis visibles sur le verre peuvent être jeunes, petites, d'environ 6 µm de diamètre, avec deux chloroplastes, ou adultes, grandes, jusqu'à 18 µm de diamètre, avec une coquille à double circuit, parfois jaunâtre et avec de nombreux chloroplastes. Vous pouvez également voir des cellules remplies d’autospores et recouvertes d’une membrane muqueuse enflée.
Myxochloris(Myxochloris) est une algue jaune-verte qui vit dans les cellules des feuilles des sphaignes. Son corps est un grand plasmodium multinucléé. À l'automne, le myxochloris forme des kystes d'où émergent au printemps des zoospores ou des amibes, pénétrant dans les cellules vides des feuilles de mousse et s'y fondant en plasmodium.
Tribonema vert(Tribonema viride) est une algue filamenteuse jaune-vert, répandue dans divers plans d'eau. Ses fils, rassemblés en touffes semblables à du coton, forment des amas jaune-vert dans la bande côtière, doux au toucher, mais non visqueux. Les jeunes filaments du tribonema restent longtemps attachés au substrat à l'aide d'une cellule basale, mais meurent plus tard ; les fils se cassent et forment des amas qui flottent à la surface de l'eau ou coulent au fond des réservoirs.
Au microscope, Tribonema se distingue facilement des autres algues filamenteuses par le contour caractéristique des extrémités de ses filaments. La paroi cellulaire du Tribonema étant solide et bicuspide, la rupture des filaments lors de la reproduction asexuée se produit au milieu des cellules. Dans ce cas, les zoospores sortent et la coquille restante prend la forme de deux cornes sur chaque cellule marginale. Lorsque des conditions défavorables se produisent, des aplanospores avec une épaisse coquille bivalve, remplie de gouttes d'huile et de graisse, se forment dans les filaments du tribonema.
Bottridium(Botrydium). En été, sur le sol humide des berges des réservoirs, le long des ornières des chemins forestiers, le long des bords des flaques d'eau asséchées, on peut apercevoir de nombreuses bulles brillantes vert foncé de 1 à 2 mm de diamètre, rappelant des perles éparses. Chacune de ces bulles est une cellule de l'algue jaune-verte Botridium. Vers le bas, la cellule se rétrécit progressivement et se transforme en rhizoïdes incolores ramifiés, immergés dans le sol. Il y a une vacuole au centre de la cellule ; dans la couche proche de la paroi du cytoplasme se trouvent de petits noyaux, de nombreux chromatophores et des gouttelettes d'huile. On pense que ce type d'organisation du thalle est siphonique ou non cellulaire.
Lors de pluie, lorsque le botrydium est rempli d'eau, de nombreuses zoospores se forment à l'intérieur de la bulle, émergeant du trou situé dans la partie supérieure. C'est comme une éruption volcanique. Les zoospores se déposent dans l'eau, se déposent sur un sol humide et se développent en de nouvelles plantes. Lorsqu'il n'y a pas de pluie pendant une longue période et que le sol s'assèche, le contenu de la partie aérienne du botridium forme des aplanospores ou s'écoule dans des rhizoïdes et s'y désintègre en kystes. Lorsqu'ils sont humidifiés, les kystes germent en de nouveaux individus ou forment des zoospores.
Dans les étangs, les rivières et les lacs, vous pouvez également trouver des algues planctoniques jaune-vert, qui possèdent des cellules de formes diverses, ainsi que diverses excroissances et décorations de coquilles.
Diatomées
Pinnularia diatomée : vue du côté ceinture (1), du côté suture (2), cellule ouverte (3), coupe transversale de la cellule (4), 5 – cyclotelle ; a – hypothèque, b – épithèque, c – suture, d – nodule, e – chromoplaste, f – pyrénoïdes, g – cytoplasme, h – noyau, i – vacuole
La division des diatomées comprend plus de 10 000 espèces d'algues, représentées exclusivement par des formes unicellulaires ou coloniales. Les diatomées sont réparties dans le monde entier et sont largement représentées dans le plancton et le benthos des mers et des océans, ainsi que dans diverses masses d'eau douce, voire dans les sources chaudes dont la température de l'eau dépasse 50 °C. Ces algues peuvent également être trouvées dans les hautes tourbières, sur les mousses, sur les pierres et rochers et dans le sol. Parfois, ils peuvent se développer en masse à la surface de la neige et de la glace, les faisant brunir. F. Nansen, alors qu'il naviguait sur le Fram, observa l'apparition de taches brunes (accumulations de diatomées) sur la glace, sous lesquelles la glace fondait rapidement.
La majeure partie de la cellule diatomée est remplie d'une vacuole et le cytoplasme est situé en une fine couche le long des parois. Mais le noyau est généralement situé au centre de la cellule, dans un pont cytoplasmique spécial. Le cytoplasme contient des chloroplastes lamellaires ou granulaires, qui contiennent des chlorophylles UN Et Avec, ainsi que des caroténoïdes et des xanthophylles, qui donnent aux algues une couleur jaune ou jaune-brun. Mais après leur mort, les cellules des diatomées deviennent vertes, parce que... la chlorophylle se décompose plus tard que les autres pigments. Les nutriments de réserve des diatomées sont les huiles déposées dans la cellule sous forme de gouttelettes, ainsi que la volutine et la chrysolamine.
Les diatomées diffèrent fortement des autres algues unicellulaires en ce sens qu'une coquille de silice, constituée de deux moitiés qui s'emboîtent l'une sur l'autre comme le couvercle d'une boîte, est étroitement adjacente au plasmalemme de la cellule à l'extérieur. Chacune de ces moitiés se compose d'un rabat (« fond ») et d'un anneau de ceinture qui y est soudé. Si vous regardez une cellule de diatomée de profil, vous pouvez voir que les ceintures sont superposées.
Les cellules de diverses diatomées peuvent avoir (vu du bas) une symétrie radiale ou bilatérale. Cette caractéristique est systématique : les premiers sont classés dans la classe Centric, et les seconds sont classés dans la classe Cirrus, ou Pennate.
De nombreuses formes planctoniques de diatomées présentent également diverses projections sur leur coquille qui augmentent la surface et facilitent la montée en flèche dans la colonne d'eau. Les cellules d'un certain nombre d'espèces peuvent se connecter les unes aux autres à l'aide de ces excroissances, formant ainsi des colonies.
Les diatomées se reproduisent par division cellulaire végétative, qui se produit particulièrement intensément au printemps. Lors de la division, la masse du protoplaste augmente et les deux moitiés de la coquille s'éloignent l'une de l'autre. Le noyau se divise par mitose, puis le protoplaste se divise en deux dans un plan parallèle aux valves. Après cela, les cellules filles des diatomées unicellulaires se dispersent, mais chez les colonies, elles restent reliées par leurs valves.
Chaque nouveau protoplaste hérite de la moitié de la coquille de la cellule mère et la seconde est formée à nouveau. Il est intéressant de noter que dans les deux cellules filles, cette nouvelle moitié sera plus petite (« boîte »), tandis que l'ancienne deviendra de toute façon un « couvercle ». Suite à une série de divisions successives, la taille des cellules de la population diminue progressivement.
Les diatomées sont des organismes diploïdes ; seuls les gamètes formés immédiatement avant le processus sexuel, qui peut se produire sous forme d'iso-, d'hétéro- ou d'oogamie, sont haploïdes. Le zygote résultant augmente immédiatement, sans période de repos, en taille et en forme. auxospore– « spore en croissance » (du grec « auxo » - augmentant, grandissant). Une fois la croissance et la maturation de l'auxospore terminées, une nouvelle cellule s'y développe, qui forme d'abord une grande moitié (extérieure), puis une moitié plus petite (intérieure) de la coquille. La taille de ces cellules est nettement plus grande que celle de leurs parents. Ainsi, le processus sexuel conduit à la restauration de la taille des cellules écrasées à la suite de la multiplication végétative.
Les diatomées jouent un rôle important dans le cycle du silicium dans la nature : comme déjà mentionné, dans l'océan mondial, elles extraient chaque année de l'eau et utilisent jusqu'à 150 à 109 tonnes de silice pour construire leurs coquilles, et lorsqu'elles meurent, elles forment des formations géologiques spéciales. rochers - diatomées. Ayant une porosité élevée et une faible densité, les diatomites sont largement utilisées dans diverses industries - elles sont utilisées pour fabriquer des briques légères et sont utilisées comme additif à divers types de ciment. Le dôme de Sainte-Sophie à Istanbul est recouvert de tuiles de diatomite. Les diatomites ont trouvé une large application comme matériau filtrant dans la production de diverses huiles, graisses, dans les industries sucrière et chimique.
À suivre