Эколого-физиологические особенности доминирующей водоросли литоральной зоны озера Байкал
Дипломная работа - Биология
Другие дипломы по предмету Биология
?идных спор или клеток, дающих начало новым гаплоидным организмам [116].
Слоевище улотрикса состоит из неразвлетленных нитей неопределенной длины, которые в начале роста прикрепляются к субстрату базальной клеткой. Клетки нитей цилиндрические или слегка бочонкообразные, часто короткие. Клеточные оболочки обычно тонкие, но нередко они утолщаются и могут становиться слоистыми. Клетки содержат единственный пристенный хлоропласт с одним или несколькими пиреноидами и одно ядро, расположенное по продольной оси клетки. Хлоропласт имеет форму пояска, который опоясывает весь протопласт или только часть его [22].
Размножение U. zonata представлено бесполым и половым путем, а также вегетативным, которое осуществляется в результате распада нити водоросли на сегменты, развивающихся затем в новые нити [22].
При бесполом размножении во всех клетках таллома могут развиваться до 16 (32) четырехжгутиковых зооспор. Они бывают двух типов: макрозооспоры, возникающие по 1-4 в клетке, и микрозооспоры, образующиеся в большом количестве. Зооспоры различаются по форме (от эллипсоидных до шаровидных), содержат париетальный хлоропласт, не заходящий в переднюю часть зооспоры. Выход спор из клетки происходит через боковое отверстие в клеточной стенке. После периода движения (имеет место положительный фототаксис) зооспора останавливается, сбрасывая один за другим жгутики, прикрепляется боком к субстрату и прорастает в нить [116, 7].
При половом размножении в клетках возникают двужгутиковые гаметы в числе от 4 до 32. Гаметы выходят из клетки, заключенные в слизистый пузырь, в котором они двигаются, пока не освободятся. Половой процесс изогамный. У U. zonata наблюдается гетероталлизм. В результате копуляции образуется сначала подвижная четырехжгутиковая зигота (планозигота), обнаруживающая отрицательный фототаксис. После некоторого периода движения она прикрепляется к субстрату и округляется, вытягивая один за другим жгутики. При определенных условиях зигота прорастает в одноклеточный спорофит - Codiolum- стадию. Сначала формируется трубковидный вырост, в который переходит содержимое зиготы. Этот вырост позднее вздувается, а на его вершине образуются грушевидный или дубинкообразный спорофит, содержимое которого в результате мейоза распадается на 4-16 четырехжгутиковых зооспор. Выходя через отверстие, образующееся в результате ослизнения части стенки спорофита, они заключены еще в слизистую обвертку, быстро исчезающую. Зооспоры оседают на субстрат и прорастают так же, как зооспоры, возникающие при бесполом размножении нитей U. zonata [116, 7].
Известно, что наиболее благоприятными условиями для процесса спорообразования у U. zonata, обитающего в пресном водоеме, являются температура воды, приближенная к 20 0С, высокий уровень освещенности, равный 520 ?Е*m-2*s-1 и фотопериод короткого (8:16 ч., день-ночь) или длинного дня (16:8 ч., день-ночь). При этом показано, что в условиях, когда температура воды достигает свыше 10 0С, происходит снижение биомассы водорослей за счет повышения у них интенсивности процесса спорообразования. Формирование гамет осуществляется в условиях длинного светового дня (16 ч.- день) [95, 120].
В неблагоприятных для вегетации условиях талломы U. zonata переходят в пальмелевидное состояние. Этому предшествует утолщение и ослизнение оболочек клеток, что служит защитой от эпифитов и повышает устойчивость клеток в колонии [76]. В.М. Арнольди [1] объяснял такую особенность водоросли, как специфическую реакцию на недостаток в воде растворенного кислорода.
2. Объекты и методы исследования
Сбор полевого материала. Сбор макроводорослей на глубине от 0 до 1,5-3 м осуществляли с использованием щипцов Рубцова. С помощью скальпеля отделяли водорослей от камней. Пробу промывали через капроновое сито, переносили в емкость для хранения и фиксировали раствором формалина до 4% конечной концентрации [45].
Для подготовки материала к проведению молекулярно-биологического анализа пробы отбирали в бухте Большие Коты, заливе Листвяничный, проливе Малое море, на острове Большой Ушканий, о-ве Ольхон. Образцы фиксировали спиртом (96%), а также после удаления излишков воды помещали в полипропиленовые пробирки типа эппендорфа объемом 1,5 мл с силикагелем.
В работе используются данные изменений химического состава воды в прибрежье озера, предоставленные д.г.н., с.н.с. В.М. Домышевой и к.б.н. М. В. Сакирко, а также - неопубликованные данные о динамике биомассы микроводорослей в толще водыд.б.н. Н.А. Бондаренко.
Спектрофотометрический анализ пигментов. В задачи данного исследования входило изучение сезонной динамики фитомассы основной водоросли урезовой зоны оз. Байкал Ulothrix zonata Ktz., содержания пигментов в её клетках и соотношения между этими показателями.
Спектрофотометрический анализ пигментов U. zonata проходил на базе СИФБР СО РАН под руководством д.б.н. С.В. Осиповой. Для изучения концентраций пигментов материал отбирали в период открытой воды в западной части Южного Байкала в зал. Листвяничный и в бух. Большие Коты с июня по октябрь 2011 г. на расстоянии от 0,2 до 4 м от уреза воды с глубин от 0,3 до 0,5 м, во время ледостава - в заливе Листвяничный в феврале и марте 2012 г. под ледяным покровом, окаймляющим берег озера, - заберегом, с помощью щипцов Рубцова. В качестве руководства для отбора проб, их хранении, проведении анализа и обработке результатов использовался стандарт ГОСТ 17.1.4.02-90 Вода. Методика спектрофотометрического определения хлорофилла а.