ในแหล่งน้ำเกือบทุกแห่งบนพื้นผิวโลก คุณจะพบสิ่งมีชีวิตที่มีลักษณะเฉพาะที่มีลักษณะคล้ายพืชในองค์ประกอบของมัน เช่น สาหร่าย
สาหร่ายคืออะไร
สาหร่ายเป็นกลุ่มพิเศษของสิ่งมีชีวิตที่มีเซลล์เดียวหรือหลายเซลล์ซึ่งส่วนใหญ่อาศัยอยู่ในสภาพแวดล้อมทางน้ำ นี่เป็นกลุ่มพืชล่างที่ค่อนข้างใหญ่ ที่อยู่อาศัยของพวกมันมีขนาดใหญ่มากจนสามารถพบได้ทุกที่ทั้งในมหาสมุทรและในทะเล ทะเลสาบ แม่น้ำ แหล่งน้ำอื่นๆ บนดินเปียก หรือแม้แต่เปลือกไม้
สาหร่ายเป็นทั้งโปรโตซัวที่มีเซลล์เดียวและเซลล์อาณานิคมหลายเซลล์ เปลือกของสาหร่ายหลายเซลล์ประกอบด้วยเซลลูโลสซึ่งยึดติดกันจากปลาย
พวกมันไม่มีระบบรูท สาหร่ายจะถูกยึดติดกับพื้นผิวด้วยความช่วยเหลือของกระบวนการพิเศษ - เหง้า
สาหร่ายเป็นแหล่งอินทรียวัตถุหลักทั่วโลก ห่วงโซ่อาหารเกือบทั้งหมดเริ่มต้นที่ นอกจากนี้ยังเป็นแหล่งอาหารของผู้อยู่อาศัยในสิ่งแวดล้อมทางน้ำจำนวนมาก
สาหร่ายก็เหมาะสำหรับทำปุ๋ย อาหารสัตว์ และแน่นอนมนุษย์สามารถบริโภคได้
ต้นกำเนิดของสาหร่าย
ยังไม่มีความเห็นเป็นเอกฉันท์เกี่ยวกับที่มาของสาหร่ายและอายุที่แน่นอนของสาหร่ายเนื่องจากข้อเท็จจริงที่ว่าสิ่งมีชีวิตประเภทนี้มีความหลากหลาย ยิ่งไปกว่านั้น ไม่มีตัวอย่างซากดึกดำบรรพ์เพียงตัวอย่างเดียวที่ได้รับการอนุรักษ์ และเป็นไปไม่ได้ที่จะระบุขั้นตอนของวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตสายพันธุ์นี้
นักชีววิทยาทั่วโลกต่างเชื่อมั่นว่าไม่มีพืชใดในโลกนี้เทียบได้กับพลังบำบัดของสาหร่าย เนื่องจากมีทฤษฎีเกี่ยวกับต้นกำเนิดของชีวิตในทะเล ซึ่งหมายความว่าพวกมันมีองค์ประกอบทางชีววิทยาที่เป็นเอกลักษณ์
อย่างไรก็ตาม มีความเห็นว่าสาหร่ายสีเขียวและสีเหลืองปรากฏขึ้นบนโลกเมื่อประมาณ 3 พันล้านปีก่อน เริ่มแรกพวกมันเกิดขึ้นในรูปแบบของเซลล์เดียวและต่อมาเป็นอาณานิคมเท่านั้น และเป็นลักษณะของสิ่งมีชีวิตประเภทนี้ที่นำไปสู่การก่อตัวของบรรยากาศออกซิเจนและชั้นโอโซนบนโลกซึ่งต่อมานำไปสู่การกำเนิดของชีวิต ประมาณหนึ่งพันล้านปีก่อน สาหร่ายเชิงซ้อนหลายเซลล์ปรากฏขึ้น
สาหร่ายสายพันธุ์
ชีววิทยาสมัยใหม่รู้จักสาหร่ายมากกว่า 30,000 สายพันธุ์ อย่างไรก็ตาม สามารถรวมทั้งหมดเป็นกลุ่มพิเศษได้:
- Euglenaceae หรือเซลล์เดียว. สาหร่ายที่เล็กที่สุด
- สาหร่ายไพโรไฟต์ เมมเบรนที่ประกอบด้วยเซลลูโลส
- ไดอะตอม. ประกอบด้วยเซลล์ที่เรียกว่าเปลือกสองชั้น
- สาหร่ายสีทอง. ที่นี่สามารถพบทั้งเซลล์เดียวและหลายเซลล์ อย่างไรก็ตาม พวกมันทั้งหมดเป็นน้ำจืดสีทองหรือสีน้ำตาลเหลือง
- เหลือง-เขียว. บ่อยมากรวมเข้ากับกลุ่มที่แล้ว
- ผักใบเขียว. สามารถตรวจจับได้ด้วยตาเปล่า เช่น บนเปลือกไม้
- สาหร่าย. เหล่านี้เป็นสาหร่ายหลายเซลล์อยู่แล้วซึ่งมักจะรวมกับสาหร่ายสีเขียว ความสูงของลำต้นมีตั้งแต่ 2.5 ซม. ถึง 10 ซม.
- สาหร่ายแดง. พวกเขาถูกเรียกเช่นนี้เนื่องจากมีองค์ประกอบพิเศษ - ไฟโตอีริทรินซึ่งทำให้พวกมันเป็นสีแดง สาหร่ายเหล่านี้อาศัยอยู่ในทะเลลึกเป็นหลัก
- สาหร่ายสีน้ำตาล. รูปลักษณ์ที่สมบูรณ์แบบที่สุด พวกมันอาศัยอยู่ที่ความลึกมากและสามารถสร้างพุ่มไม้หนาทึบได้ เช่น ในทะเลซาร์กัสโซ ไรโซอิดของพวกมันติดอยู่กับพื้นผิวอย่างแน่นหนา แทบจะฉีกมันออกไม่ได้
การแพร่กระจายของสาหร่ายในธรรมชาติ
ตามวิถีแห่งการดำรงอยู่ สาหร่ายแบ่งออกเป็นสองกลุ่มใหญ่: พวกมันเป็นสัตว์น้ำและอาศัยอยู่บนบก - นอกน้ำ
ในทางกลับกัน น้ำสามารถแบ่งออกเป็นหลายประเภท:
- แพลงก์โทนิก. พวกเขาถูกระงับในน้ำ ในขณะเดียวกันก็ปรับตัวเข้ากับไลฟ์สไตล์นี้ได้อย่างดีเยี่ยม
- สัตว์หน้าดิน. พวกมันอาศัยอยู่ที่ด้านล่างของอ่างเก็บน้ำ
- เพอริไฟติก. พวกมันอาศัยอยู่บนโขดหินใต้น้ำ วัตถุใต้ทะเลลึกรก
- นิวสตัน. สาหร่ายชนิดนี้ลอยอยู่ในสถานะกึ่งจมน้ำ ส่วนหนึ่งอยู่เหนือผิวน้ำ อีกส่วนหนึ่งต้องแช่ในน้ำ
สาหร่ายที่อาศัยอยู่บนบกแบ่งออกเป็นสองกลุ่มย่อย:
- แอโรไฟตัน. สาหร่ายที่เติบโตของพื้น ของล้ม ตอไม้
- สาหร่ายขึ้นบนดิน
นอกจากสปีชีส์ข้างต้นแล้ว ยังมีพวกที่อาศัยอยู่ในน้ำเค็ม บนหิมะ หรือน้ำแข็ง และอาศัยอยู่บนหินปูนด้วย
สาหร่ายขยายพันธุ์อย่างไร
มาว่ากันกับประเด็นหลักของบทความกัน ในธรรมชาติ สาหร่ายขยายพันธุ์ได้สามวิธี แต่ละคนมีลักษณะเฉพาะของตัวเอง
- สาหร่ายขยายพันธุ์พืช. นี่เป็นวิธีการสืบพันธุ์โดยที่ผู้ใหญ่แบ่งออกเป็นสองส่วนหรือตัวอย่างเช่น ไตแยกออกจากร่างกายของมารดา จากนั้นเซลล์ที่สร้างใหม่จะแบ่งออกเป็นสองและสี่เซลล์ จากนั้นสาหร่ายที่โตเต็มวัยก็จะเติบโตในเวลาต่อมา
- การสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ. ประเภทนี้ซึ่งมีการแบ่งโปรโตพลาสต์ภายในเซลล์สาหร่าย ตามด้วยการปล่อยสู่ภายนอกและแยกออกจากเซลล์แม่
- สาหร่ายขยายพันธุ์โดยสปอร์ซึ่งก่อตัวในอวัยวะพิเศษ - sporangia
- การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ. ประกอบด้วยการรวมตัวของเซลล์สองเซลล์คือ gametes ส่งผลให้เกิดไซโกตซึ่งต่อมาเติบโตเป็นบุคคลใหม่หรือให้ Zoospores ยิ่งกว่านั้นไซโกตของสาหร่ายหลายชนิดหลังการก่อตัวของพวกมันมีพฤติกรรมแตกต่างกัน ในบางช่วงอาจอยู่เฉยๆ ซึ่งอาจอยู่ได้นานหลายเดือน และคนอื่นจะงอกขึ้นเป็นชั้นใหม่ทันทีหรือแทลลัส
น่าแปลกที่สาหร่ายแต่ละสายพันธุ์ขยายพันธุ์ต่างกัน คำถามนี้ศึกษาตามหลักสูตรของโรงเรียน และบ่อยครั้งที่นักเรียนได้ยินคำถามจากครู:"สาหร่ายทำซ้ำได้อย่างไร อธิบายการสืบพันธุ์ของสาหร่าย" มันง่ายที่จะตอบถ้าคุณศึกษาเนื้อหาในรายละเอียด
เมื่อสาหร่ายขยายพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ ประเภทของการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ
นี่คือตัวเลือกที่ง่ายที่สุด สาหร่ายทำซ้ำโดยอาศัยเพศหรือทางพืชเป็นหลักในสภาพที่เอื้ออำนวยสำหรับพวกมันเท่านั้น ซึ่งหมายความว่าเมื่อน้ำในอ่างเก็บน้ำมีอุณหภูมิและสภาวะที่เอื้อต่อการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศมากที่สุด
หากอุณหภูมิเปลี่ยนแปลงกะทันหัน มลภาวะหรือน้ำล้นของผู้อยู่อาศัยเกิดขึ้นในอ่างเก็บน้ำหรือสิ่งแวดล้อม ในกรณีนี้ สาหร่ายจะเริ่มสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ
การสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศแบ่งออกเป็นหลายประเภท:
- สาหร่ายสืบพันธุ์แบบพืช - เซลล์พืชแยกจากกัน
- การงอก. หรือในอีกทางหนึ่ง สาหร่ายขยายพันธุ์ด้วยความช่วยเหลือของเซลล์พิเศษ เซลล์เหล่านี้เรียกว่าสปอร์
เมื่อสาหร่ายขยายพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ มีพ่อแม่เพียงคนเดียวที่สืบทอดจีโนมที่มีอยู่ทั้งหมด แต่ในกรณีของการกลายพันธุ์ สารพันธุกรรมสามารถเปลี่ยนแปลงได้อย่างมาก
บ่อยครั้งที่สิ่งมีชีวิตหนึ่งสามารถสืบพันธุ์ได้ทั้งแบบอาศัยเพศและแบบพืช
การขยายพันธุ์ของสาหร่าย
การขยายพันธุ์พืชเป็นเรื่องปกติในกรณีส่วนใหญ่สำหรับสาหร่ายสีน้ำตาล
ด้วยวิธีการขยายพันธุ์นี้ ส่วนของสาหร่าย (thalli)แยกออกจากเซลล์ที่มีอยู่โดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงใดๆ และเซลล์ที่ก่อตัวขึ้นใหม่จะสืบทอดส่วนของเยื่อหุ้มของแม่
สาหร่ายทั้งเซลล์เดียวและหลายเซลล์สามารถสืบพันธุ์ได้ นอกจากนี้ ในเซลล์เดียว เซลล์ยังถูกแบ่งออกเป็นสองเซลล์ และในเซลล์หลายเซลล์ การแยกเกิดขึ้นในชั้นหรือทัลลีทั้งโคโลนี ในสาหร่ายเส้นใย โหมดการขยายพันธุ์พืชเกิดขึ้นโดยการแบ่งด้ายออกเป็นชิ้นๆ แยกกัน
ในเวลาเดียวกัน ไม่ใช่ว่าสาหร่ายทั้งหมดจากคำสั่งของตัวแทนอาณานิคมสามารถสืบพันธุ์แบบอาศัยพืชได้ เช่นเดียวกับในเซลล์เดียว พร้อมกับวิธีการสืบพันธุ์แบบอาศัยพืช ก็สามารถมีเซ็กส์ได้เช่นกัน
สาหร่ายสีน้ำตาลตามที่กล่าวไว้ข้างต้น สืบพันธุ์ด้วยวิธีนี้ ด้วยความช่วยเหลือของกิ่งก้านพิเศษ ปลาซาร์กัสโซทุกชนิดผสมพันธุ์ในทะเลซาร์กัสโซในลักษณะเดียวกัน
สืบพันธุ์โดยสปอร์
นอกจากการสืบพันธุ์ของพืชแล้ว สาหร่ายยังมีสปอร์อีกด้วย นี่คือสายพันธุ์ย่อยบางอย่างของการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ
สปอร์ก่อตัวขึ้นในอวัยวะพิเศษที่เรียกว่าสปอรังเจียหรือโซสปอรังเจีย เมื่อแยกย้ายกันไป สปอร์จะเริ่มงอกและจากนั้นก็ก่อตัวขึ้นใหม่โดยอิสระผู้ใหญ่
สปอร์ที่เคลื่อนที่ได้ซึ่งมีแฟลกเจลลาที่สามารถเคลื่อนที่ได้เรียกว่า zoospores
การสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศโดยสปอร์สามารถพิจารณาได้จากตัวอย่างของสาหร่ายเช่น ulotrix ในสภาพชีวิตที่เอื้ออำนวยต่อนาง เศษของนางจะถูกแยกออกจากด้ายของมารดาที่มีอยู่ซึ่งมีการโต้เถียง พวกเขาว่ายน้ำในสภาพอิสระจากนั้นเมื่อติดกับวัตถุใต้น้ำแล้วพวกมันก็เริ่มแบ่งและสร้างเกลียวใหม่ของสาหร่าย ควรสังเกตว่าสาหร่ายชนิดนี้สามารถสืบพันธุ์ได้ทั้งแบบไม่อาศัยเพศและทางเพศ
สังเกตได้ว่าสามารถกระตุ้นการสร้างสปอร์ในสาหร่ายใยบางชนิดได้ ด้วยเหตุนี้ คาร์บอนไดออกไซด์ในแหล่งที่อยู่อาศัยจึงควรเพิ่มขึ้น
ฟังก์ชั่นของการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศในกรณีนี้ดำเนินการโดยบุคคลที่เรียกว่าสปอโรไฟต์ นั่นคือผู้ที่สร้างสปอร์
การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ
นอกจากวิธีการข้างต้นแล้ว สาหร่ายยังสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศอีกด้วย ประการแรกคือการปฏิสนธินั่นคือการหลอมรวมของเซลล์สองเซลล์ - gametes หลังจากนั้นไซโกตก็ก่อตัวขึ้นซึ่งต่อมาได้กลายเป็นบรรพบุรุษของสิ่งมีชีวิตใหม่
สาหร่ายมีวิธีการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศหลายวิธี:
- Isogamy - หมายถึงการหลอมรวมของสอง gametes ที่มีขนาดและโครงสร้างเท่ากัน
- เพศตรงข้าม. นี่เป็นชื่อที่เกิดจากการหลอมรวมของสอง gametes โดยที่ตัวหนึ่งมีขนาดใหญ่กว่าอีกตัวหนึ่ง ยิ่งกว่านั้นอันที่ใหญ่กว่านั้นตามกฎแล้วเป็นผู้หญิง
- อูกามี่. ด้วยวิธีการขยายพันธุ์นี้ เซลล์เพศหญิงที่อยู่ประจำจะผสานกับเซลล์สืบพันธุ์เพศชาย
- ผัน. โดยแนวคิดนี้หมายถึงการสืบพันธุ์แบบหนึ่งซึ่งเซลล์พืชสองเซลล์ที่ไม่มีแฟลกเจลลาเชื่อมต่อกัน
ในสาหร่ายดึกดำบรรพ์ บุคคลคนเดียวกันสามารถสืบพันธุ์ได้ทั้งแบบอาศัยเพศและแบบไม่อาศัยเพศ ฟังก์ชั่นที่พัฒนามากที่สุดดำเนินการบุคคลที่เรียกว่าไฟโตไฟต์นั่นคือสร้างเซลล์สืบพันธุ์
ตัวอย่างการสืบพันธุ์ของสาหร่าย
Fucus เป็นตัวอย่างของการขยายพันธุ์ของสาหร่าย บนแทลลัสหลัก จะมีการสร้างแทลลีเพิ่มเติมที่คล้ายกันในโครงสร้าง ซึ่งต่อมาทำให้เกิดสิ่งมีชีวิตใหม่
การสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ กล่าวคือ แบ่งออกเป็นสองเซลล์ สามารถสังเกตได้ในยูกลีนา
Chlamydomonas เป็นสาหร่ายที่ขยายพันธุ์ทั้งทางเพศสัมพันธ์และแบบไม่อาศัยเพศ โดยใช้สปอร์ (zoospores) ที่มีแฟลกเจลลา
อีกตัวอย่างหนึ่งของการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศคือสาหร่ายสีน้ำตาล เช่น เคลป์ สายพันธุ์นี้มีรูปแบบการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศสามรูปแบบ เช่น isogamy, heterogamy, oogamy
คลอเรลล่าเป็นสาหร่ายสีเขียวที่มีกล้องจุลทรรศน์ มันสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศโดยเฉพาะด้วยความช่วยเหลือของสปอร์
สาหร่ายสีแดง (สีแดงเข้ม) สืบพันธุ์ได้สองวิธี หนึ่งในนั้นคือเรื่องเพศ ลักษณะเด่นของมันคือการก่อตัวของเซลล์สืบพันธุ์เพศผู้โดยไม่มีแฟลกเจลลา ในเวลาเดียวกัน gametes ตัวเมียยังคงอยู่บนสาหร่ายในขณะที่ gametes ตัวผู้จะถูกถ่ายโอนไปยังพวกมันด้วยความช่วยเหลือของปัจจุบัน
ความสำคัญของสาหร่ายในธรรมชาติ
สาหร่ายเป็นสิ่งมีชีวิตสังเคราะห์แสงที่สำคัญและมีจำนวนมากที่สุดสำหรับทั้งโลก การกระจายของพวกมันกว้างมากจนสามารถพบได้ไม่เฉพาะในทะเล มหาสมุทร แม่น้ำ ทะเลสาบ แต่ยังพบในอ่างเก็บน้ำขนาดเล็ก รวมถึงแหล่งเทียม หรือแม้แต่แอ่งน้ำ สามารถสังเกตได้เป็นจุดสีเขียวเล็กๆ บนพื้นผิวเกือบแต่ละอ่างเก็บน้ำ คุณค่าของสาหร่ายในธรรมชาตินั้นยิ่งใหญ่
นอกจากความจริงที่ว่าพวกมันปล่อยออกซิเจนออกมาค่อนข้างมากแล้ว พวกมันยังเป็นที่อยู่อาศัยของสัตว์น้ำจำนวนมาก มีส่วนร่วมในการก่อตัวของชั้นดินที่อุดมสมบูรณ์ สาหร่ายจำนวนมากถูกกินและยังทำหน้าที่เป็นแหล่งหลักในการสกัดส่วนประกอบอาหารพิเศษ พวกเขายังใช้เพื่อเตรียมยาและเครื่องสำอางต่างๆ
สาหร่ายเป็นสิ่งมีชีวิตที่มีลักษณะเฉพาะในองค์ประกอบและรูปแบบการสืบพันธุ์ พวกเขารวมการสืบพันธุ์หลายประเภทหรือมากกว่า: ทางเพศไม่อาศัยเพศและพืช สิ่งนี้ทำให้พวกเขาเป็นอมตะ ยิ่งกว่านั้น คำถามนี้สนุกสนานมาก เพราะครูชีววิทยาทั่วประเทศพยายามให้นักเรียนตอบคำถามที่ว่า "สาหร่ายขยายพันธุ์ได้อย่างไร อธิบายการสืบพันธุ์ของสาหร่าย"