Розмноження вегетативне, безстатеве і статеве (мал. 2). При вегетативному розмноженні нитка улотрикса розпадається на короткі сегменти, кожний з яких росте, утворюючи нову нитку.
Безстатеве розмноження здійснюється за допомогою зооспор, які формуються в клітинах. Зооспори — яйце-або грушоподібні клітини з чотирма джгутиками на передньому кінці, червоним вічком і двома пульсівними вакуолями. Кожна зооспора, вийшовши назовні, через деякий час прикріплюється до субстрату і проростає в дорослу особину.
При статевому розмноженні в клітинах нитки формуються гамети, подібні до зооспор, однак лише з двома джгутиками. Гамет у кожній клітині більше, ніж зооспор. З'єднуючись попарно, гамети однієї й тієї самої або частіше різних ниток утворюють зиготу. Вона залишається рухливою недовго, скоро осідає на дно водойми, втрачає джгутики і вкривається товстою оболонкою, що захищає ЇЇ від несприятливих умов. Під час проростання зиготи відбувається редукційний поділ з утворенням 4—16 гаплоїдних особин.
Мал. 2. Життєвий цикл улотрикса:
а — безстатеве розмноження; б — статеве розмноження; М — мейоз; / — вегетативна особина; 2 — утворення зооспор; 3 — вихід зооспор; 4 — порожня клітина; 5 — зооспори; 6 — утворення гамет; 7 — вихід гамет; 8 — ізогамія; 9, 10 — зиготи; 11 — проростання зиготи; 12 — зооспора
Спірогіра — одна з найпоширеніших зелених нитчастих водоростей у прісноводних басейнах. Довгі нитки слані утворюють сплетення (баговиння) яскраво-зеленого кольору, до субстрату вони не прикріплюються і вільно плавають у воді.
Нитки спірогіри завдовжки від кількох міліметрів до 8-10 см не галузяться і складаються з одного ряду однакових видовжених циліндричних клітин. Кожна клітина має двошарову оболонку, яка зовні вкрита слизовим чохлом. Внутрішній шар оболонки складається з целюлози, зовнішній — з пектинових речовин. Целюлозна оболонка оточує цитоплазму, в якій розміщені спіральне закручені зелені стрічкоподібні хлоропласти з численними піреноїдами. Велике ядро з добре помітним ядерцем розміщене в центральній частині клітини, оточене шаром цитоплазми, який сполучений з пристінним шаром тяжами. Проміжки між тяжами заповнені вакуолями.
Спірогіра розмножується вегетативне і статевим шляхом, спор вона ніколи не утворює. Вегетативне розмноження відбувається в разі випадкового розриву ниток або розпадання її на окремі клітини за несприятливих умов. З кожної частини нитки або окремої клітини утворюються нові особини поділом клітин.
Статеве розмноження здійснюється кон'югацією. При цьому дві нитки, зовні подібні, зближуються. З клітин ниток, розміщених одна навпроти одної, утворюються вирости. При стиканні цих виростів (мал. 3) перегородки їх зникають і вміст "чоловічої" клітини переливається в "жіночу". В результаті цього злиття утворюється зигота, яка вкривається товстою оболонкою і після певного періоду спокою проростає. При цьому вона ділиться мейозом, утворюючи чотири гаплоїдні клітини. Три з них — дрібні — відмирають, а одна — велика — разом із вмістом зиготи утворює проросток нової особини, який дає початок новій нитці.
2. Особливості біології діатомових, червоних та бурих водоростей.
Цікавим є відділ Бурі водорості. Серед них можна спостерігати і мікроскопічні нитчасті організми, і гіганти, що сягають 30—50 м завдовжки (наприклад, макроцистіс). Бурих водоростей існує близько 1500 видів; це фітобентос переважно холодних морів та океанів усього світу, заселяють мілководдя, але зустрічаються і далеко від берегів. У Чорному морі біля берегів України трапляються такі бурі водорості, як диктіота, цистпозира. За зовнішнім виглядом бурі водорості можуть нагадувати кущики, гіллясті шнури. Крім хлорофілу вони містять пігмент фукоксантин (бурий). Піреноїдів немає. Це найорганізованіший відділ водоростей. Талом у багатьох видів диференційований на різні тканини (асиміляційна, запаслива та механічна тканини з потовщеними стінками). Бурі водорості утворюють підводні "луки" та величезну кількість біомаси. Наприклад, це всім відома морська капуста, або ламінарія. Найскладніше організованими серед бурих водоростей є саргасуми. Ці багаторічні водорості живуть компактно в Атлантичному океані (Саргасове море). Саме тут нереститься вугор.
Мал. 3. Життєвий цикл спірогіри:
1 — частина талому; 2, 3 — послідовність кон'югації; 4, 5 — зиготи; 6, 7 — мейоз зиготи і відмирання трьох гаплоїдних ядер; 8 — проростання зиготи; 9 — клітинна стінка; 10 — хроматофор; 11 — піреноїд; 12— цитоплазма; 13 — ядро; 14 — вакуоля
Вегетативне розмноження відбувається частинками талому; безстатеве — зооспорами, у деяких спорами особливої будови; статеве — сперматозоїдами та яйцеклітинами.
Червоні водорості (близько 4000 видів) — багато в чому подібні до бурих. Сучасна наука виділяє їх із загальної групи водоростей в окреме підцарство, зважаючи на те, що
вони мають надто своєрідні форми спороношення і статевого розмноження. В їхньому життєвому циклі змінюється три покоління, а не два, як в інших рослин. Рухливих стадій у циклі розвитку немає. Більшість червоних водоростей — дводомні рослини. Агар-агар — це речовина, яку виробляють з багрянкового крохмалю, продукту фотосинтезу червоних водоростей. У Чорному морі зростає церамій червоний, якого хвилями викидає на берег під час шторму.
Роль водоростей у природі. Водорості — планктонні і бен-тосні, наземні й грунтові — відіграють важливу роль у природі. Разом з іншими водяними рослинами вони виробляють близько 80 % усієї маси органічних речовин, що утворюються на Землі. Серед них найпродуктивнішими є планктонні завдяки своїй здатності швидко розмножуватись.
Наземні водорості часто виступають у ролі піонерів рослинності, поселяючись на безплідних ділянках суші: скелях, пісках. У симбіозі з грибами водорості утворюють своєрідні організми — лишайники.
Водорості — одні з найдавніших організмів, що населяють нашу планету. Від них виникли наземні рослини. Збагативши атмосферу киснем, вони зумовили можливість існування різноманітного світу тварин і сприяли розвитку аеробних бактерій. Завдяки їхній діяльності в атмосфері з'явився озоновий екран, який захищає Землю від радіаційного випромінювання. Органічні речовини, які створюють водорості в процесі фотосинтезу, стають їжею для бактерій і тварин, зокрема риб.
Водорості беруть участь у колообігу речовин у природі, в поліпшенні газового режиму водойм та утворенні відкладів сапропелю (органічного мулу).
Зарості великих водоростей є укриттям для розмноження багатьох побережних тварин і дрібних водоростей. З водоростей утворились потужні поклади гірських порід: у крейдяних породах 95 % становлять рештки оболонок деяких золотистих водоростей, діатоміти на 50—80 % складаються з панцирів діатомових водоростей.
Рифи в морях і океанах також формуються за участю водоростей. Так, у рифах островів Фіджі в Тихому океані водоростей майже в 3 рази більше, ніж коралів.
3. Значення водоростей у природі та для людини.
Значення водоростей у народному господарстві. Водорості широко використовують у народному господарстві. Багато з них людина здавна використовувала в їжу (ламінарію, порфіру), на корм худобі, як добрива.
Діатоміти використовують у харчовій, хімічній, фармацевтичній промисловості, будівництві. Бурі водорості є сировиною для добування альгінатів (солей альгінової кислоти), які застосовують у різних галузях народного господарства. Так, на основі альгінату натрію виготовляють клей, який використовують у текстильному виробництві, для проклеювання паперу, скріплення цементу. Плівки з альгінату натрію, нанесені на бетонні споруди, метали, верстати, деревину, захищають їх від корозії, гниття, руйнування.
З червоних водоростей (філофора) добувають агар, який використовують у мікробіології та кондитерській промисловості, із зелених (кладофора, ризоклоніум) виготовляють папір. Деякі види водоростей мають цілющі властивості і використовуються в медицині (ламінарії, лікувальні грязі з синьозеленими водоростями; добування йоду).
Багато водоростей є біоіндикаторами під час санітарно-біологічної оцінки вод або виконують функцію активних санітарів забруднених водойм.
У деяких країнах водорості вирощують у штучних водоймах для промислового виробництва органічних речовин.
Разом з тим водорості можуть мати і негативне значення. Так, у разі масового розмноження у водоймах вони спричинюють "цвітіння" води, роблячи її непридатною для використання, забруднюють насосні станції та водоводи, деякі види вкривають днища суден, буї, погіршуючи їх експлуатацію.
4. Загальні ознаки вищих рослин.
За зовнішнім виглядом, будовою і біологічними особливостями вищі рослини дуже різноманітні. До них крім квіткових і голонасінних належать папороті, хвощі, плауни і мохи. Сучасних вищих рослин відомо не менш як 300 тис. видів, а на думку деяких ботаніків — не менш як 500 тис.
Вищі рослини — це новий етап еволюційного розвитку рослинного світу. У них виробилось багато різних властивостей і пристосувань до життя в різних умовах суходолу. З вищих рослин найбільшого розвитку і пристосування до наземного способу життя досягли покритонасінні.
У процесі тривалої еволюції сформувались вегетативні органи: корінь та пагін І змінені та пристосовані до наземного середовища органи розмноження. Велика поверхня стикання із зовнішнім середовищем досягалась значним галуженням надземної і підземної частин. Ускладнилась анатомічна будова, сформувались тканини. Розвинулась покривна тканина, яка захищає рослину від зайвого випаровування. Потреба в надходженні води й мінеральних солей до надземних органів та зворотному відтоку органічних речовин з листків в усі інші органи рослин зумовила формування провідної тканини. А зі збільшенням фотосинтезуючих органів (листків) розвинулась асиміляційна тканина. З'явились також запаслива, механічна та інші тканини.