დედამიწის მთელ ზედაპირზე თითქმის ყველა წყალში შეგიძლიათ იპოვოთ ისეთი უნიკალური ორგანიზმი, რომელიც თავისი შემადგენლობით მცენარეს წააგავს, წყალმცენარეებივით.
რა არის წყალმცენარე
წყალმცენარეები არის ერთუჯრედიანი ან მრავალუჯრედიანი ორგანიზმების განსაკუთრებული ჯგუფი, რომლებიც ძირითადად ცხოვრობენ წყლის გარემოში. ეს არის ქვედა მცენარეების საკმაოდ დიდი ჯგუფი. მათი ჰაბიტატი იმდენად დიდია, რომ ისინი ყველგან გვხვდება, როგორც ოკეანეებში, ასევე ზღვებში, ტბებში, მდინარეებში, წყლის სხვა ობიექტებში, სველ ნიადაგზე და ხის ქერქშიც კი.
წყალმცენარეები არიან როგორც ერთუჯრედიანი პროტოზოები, ასევე მრავალუჯრედიანი კოლონიური. მრავალუჯრედოვანი წყალმცენარეების ჭურვი შედგება ცელულოზისგან, რომლებიც ბოლოდან ერთმანეთზეა მიმაგრებული.
მათ არ აქვთ ფესვთა სისტემა. სამაგიეროდ წყალმცენარეები მიმაგრებულია ზედაპირზე სპეციალური პროცესების - რიზოიდების დახმარებით.
წყალმცენარეები ორგანული ნივთიერებების მთავარი წყაროა მთელ დედამიწაზე. თითქმის ყველა კვების ჯაჭვი იწყება მათგან. უფრო მეტიც, ისინი ემსახურება როგორც საკვების წყაროს წყლის გარემოს მრავალი მკვიდრისთვის.
წყალმცენარეები ასევე შესაფერისია სასუქების დასამზადებლად, ცხოველთა საკვებისთვის და, რა თქმა უნდა,შეიძლება ადამიანმა მოიხმაროს.
წყალმცენარეების წარმოშობა
ჯერ კიდევ არ არსებობს კონსენსუსი წყალმცენარეების წარმოშობისა და მათი ზუსტი ასაკის შესახებ იმის გამო, რომ ამ ტიპის ორგანიზმები წარმოდგენილია მრავალფეროვნებით. უფრო მეტიც, ნამარხი ნიმუშების არც ერთი მაგალითი არ არის შემონახული და შეუძლებელია დადგინდეს ევოლუციის რა ეტაპები გაიარა ამ სახეობის ორგანიზმებმა.
ბიოლოგები მთელს მსოფლიოში დარწმუნებულნი არიან, რომ მსოფლიოში ვერც ერთი მცენარე ვერ შეედრება ზღვის მცენარეების სამკურნალო ძალას, რადგან არსებობს თეორია ზღვაში სიცოცხლის წარმოშობის შესახებ, რაც ნიშნავს, რომ ისინი შეიცავს უნიკალურ ბიოლოგიურ შემადგენლობას.
თუმცა, არსებობს მოსაზრება, რომ მწვანე და ყვითელი წყალმცენარეები დედამიწაზე დაახლოებით 3 მილიარდი წლის წინ გაჩნდა. თავდაპირველად, ისინი წარმოიქმნება ერთუჯრედიანი და მხოლოდ შემდეგ კოლონიური სახით. და სწორედ ამ ტიპის ორგანიზმების გამოჩენამ გამოიწვია დედამიწაზე ჟანგბადის ატმოსფეროსა და ოზონის შრის წარმოქმნა, რამაც შემდგომში სიცოცხლის დაბადება გამოიწვია. დაახლოებით მილიარდი წლის წინ გამოჩნდა მრავალუჯრედიანი რთული წყალმცენარეები.
წყალმცენარეების სახეობები
თანამედროვე ბიოლოგიამ იცის წყალმცენარეების 30 ათასზე მეტი სახეობა. თუმცა, ყველა მათგანი შეიძლება გაერთიანდეს სპეციალურ ჯგუფებში:
- Euglenaceae ან ერთუჯრედიანი. ყველაზე პატარა წყალმცენარეები.
- პიროფიტის წყალმცენარეები, რომლის მემბრანა შედგება ცელულოზისგან.
- დიატომები. ისინი შედგება უჯრედებისგან ეგრეთ წოდებული ორმაგი გარსით.
- ოქროს წყალმცენარეები. აქ შესაძლებელია როგორც ერთუჯრედული, ისე მრავალუჯრედულის შეხვედრა, თუმცა ისინი ყველა მტკნარი წყლის ოქროსფერი ან ყავისფერი-ყვითელია.
- ყვითელ-მწვანე. ისინი ძალიან ხშირად არიანგაერთიანდა წინა ჯგუფთან.
- მწვანეები. მათი აღმოჩენა შეუიარაღებელი თვალით შეიძლება, მაგალითად, ხეების ქერქზე.
- ქარიკული წყალმცენარეები. ეს უკვე მრავალუჯრედიანი წყალმცენარეებია, რომლებიც ხშირად შერწყმულია მწვანესთან. ღეროს სიმაღლე მერყეობს 2,5 სმ-დან 10 სმ-მდე.
- წითელი წყალმცენარეები. მათ ასე უწოდებენ მათ შემადგენლობაში სპეციალური ელემენტის - ფიტოერიტრინის არსებობის გამო, რომელიც მათ წითლად აფერადებს. ეს წყალმცენარეები ძირითადად ზღვებში დიდ სიღრმეზე ცხოვრობენ.
- ყავისფერი წყალმცენარეები. ყველაზე სრულყოფილი სახე. ისინი ცხოვრობენ დიდ სიღრმეზე და შეუძლიათ შექმნან სქელი, როგორიცაა, მაგალითად, სარგასოს ზღვაში. მათი რიზოიდები მჭიდროდ არის მიმაგრებული ზედაპირზე, ამიტომ მათი მოწყვეტა თითქმის შეუძლებელია.
წყალმცენარეების გავრცელება ბუნებაში
არსებობის წესის მიხედვით წყალმცენარეები იყოფა ორ დიდ ჯგუფად: ისინი არიან წყლის და ცხოვრობენ ხმელეთზე - წყლის გარეთ.
თავის მხრივ, წყალი შეიძლება დაიყოს რამდენიმე კატეგორიად:
- პლანქტონური. ისინი შეჩერებულია წყალში. ამავდროულად, ისინი აბსოლუტურად ადაპტირებული არიან ამ ცხოვრების წესთან.
- ბენთური. ისინი ცხოვრობენ წყალსაცავის ფსკერზე.
- პერიფიტი. ისინი ცხოვრობენ წყალქვეშა კლდეებზე, ღრმა ზღვის ობიექტები გადაჭარბებულია.
- ნეუსტონი. წყალმცენარეების ეს სახეობა ნახევრად ჩაძირულ მდგომარეობაში ცურავს. ერთი ნაწილი წყლის ზედაპირზე მაღლა დგას, მეორე კი წყალში უნდა ჩაეფლო.
ხმელეთზე მცხოვრები წყალმცენარეები იყოფა ორ ქვეჯგუფად:
- აეროფიტონი. წყალმცენარეები, რომლებიც იზრდებამიწის ობიექტები, დაცემული საგნები, ღეროები.
- წყალმცენარეები იზრდება ნიადაგის ზედაპირზე.
ზემოხსენებული სახეობების გარდა, არიან ისეთებიც, რომლებიც ცხოვრობენ მარილიან წყალში, თოვლზე ან ყინულზე და ასევე ცხოვრობენ კირქვის სუბსტრატში.
როგორ მრავლდებიან წყალმცენარეები
მოდით, შევეხოთ სტატიის მთავარ საკითხს. ბუნებაში წყალმცენარეები მრავლდებიან სამი გზით. თითოეულ მათგანს აქვს საკუთარი მახასიათებლები.
- წყალმცენარეები მრავლდებიან ვეგეტატიურად. ეს არის გამრავლების მეთოდი, რომლის დროსაც ზრდასრული ადამიანი იყოფა ორად ან, მაგალითად, თირკმელი გამოეყო დედის ორგანიზმს. შემდეგ ახლად წარმოქმნილი უჯრედები იყოფა ორ და ოთხ უჯრედად, საიდანაც შემდგომში იზრდება ზრდასრული წყალმცენარეები.
- ასექსუალური გამრავლება. ეს ტიპი, რომელშიც პროტოპლასტის გაყოფა ხდება წყალმცენარეების უჯრედში, რასაც მოჰყვება მისი გათავისუფლება გარედან და გამოყოფა დედა უჯრედისგან.
- წყალმცენარეები მრავლდებიან სპორებით, რომლებიც წარმოიქმნება სპეციალურ ორგანოებში - სპორანგიებში.
- სექსუალური რეპროდუქცია. იგი შედგება ორი უჯრედის, გამეტების შერწყმაში, რის შედეგადაც წარმოიქმნება ზიგოტი, რომელიც შემდგომში იზრდება ახალ ინდივიდად ან იძლევა ზოოსპორებს. უფრო მეტიც, სხვადასხვა წყალმცენარეების ზიგოტები მათი წარმოქმნის შემდეგ განსხვავებულად იქცევიან. ზოგიერთში ისინი ხვდებიან მიძინებულ პერიოდში, რომელიც შეიძლება გაგრძელდეს რამდენიმე თვემდე. და სხვები მაშინვე აღმოცენდებიან ახალ ფენად ან თალუსად.
აღსანიშნავია, რომ წყალმცენარეების თითოეული სახეობა განსხვავებულად მრავლდება. ამ კითხვას სასკოლო სასწავლო გეგმა სწავლობს. და ხშირად სტუდენტები ისმენენ კითხვას მასწავლებლისგან:"როგორ მრავლდებიან წყალმცენარეები? აღწერეთ წყალმცენარეების გამრავლება." მარტივია პასუხის გაცემა, თუ მასალას დეტალურად შეისწავლით.
როდესაც წყალმცენარეები მრავლდებიან უსქესო გზით. ასექსუალური გამრავლების სახეები
ეს ყველაზე მარტივი ვარიანტია. უსქესო ან ვეგეტატიურად, წყალმცენარეები მრავლდებიან ძირითადად მხოლოდ მათთვის ხელსაყრელ პირობებში. ეს ნიშნავს, რომ როდესაც წყალსაცავში წყალს აქვს გარკვეული ტემპერატურა და პირობები ყველაზე ხელსაყრელია ასექსუალური გამრავლებისთვის.
თუ ტემპერატურის უეცარი ცვლილებები, დაბინძურება ან მაცხოვრებლების გადინება ხდება წყალსაცავში ან გარემოში, ამ შემთხვევაში წყალმცენარეები იწყებენ სქესობრივ გამრავლებას.
ასექსუალური რეპროდუქცია შეიძლება დაიყოს რამდენიმე ტიპად:
- წყალმცენარეები მრავლდებიან ვეგეტატიურად - მცენარეული უჯრედები გამოყოფილია.
- სპორულაცია. ან სხვა გზით, წყალმცენარეები მრავლდებიან სპეციალური უჯრედების დახმარებით. ამ უჯრედებს სპორები ეწოდება.
როდესაც წყალმცენარეები მრავლდება უსქესო გზით, არსებობს მხოლოდ ერთი მშობელი, საიდანაც ყველა არსებული გენომი მემკვიდრეობით მიიღება. მაგრამ მუტაციების შემთხვევაში გენეტიკური მასალა შეიძლება მნიშვნელოვნად შეიცვალოს.
ხშირად ერთ ორგანიზმს შეუძლია გამრავლება როგორც უსქესო, ისე ვეგეტატიურად.
წყალმცენარეების ვეგეტატიური გამრავლება
ვეგეტატიური გამრავლება ტიპიურია უმეტეს შემთხვევაში ყავისფერი წყალმცენარეებისთვის.
გამრავლების ამ მეთოდით წყალმცენარეების ნაწილები (თალი)ყოველგვარი ცვლილების გარეშე გამოიყოფა არსებულიდან და წარმოქმნილი ახალი უჯრედები მემკვიდრეობით იღებენ დედის მემბრანის ნაწილს.
როგორც ერთუჯრედულ, ისე მრავალუჯრედოვან წყალმცენარეებს შეუძლიათ ვეგეტატიურად გამრავლება. უფრო მეტიც, უჯრედულ უჯრედებში უჯრედი იყოფა ორად, ხოლო მრავალუჯრედულ უჯრედებში განცალკევება ხდება ფენებად ან მთლიან თალებში, კოლონიებში. ძაფისებრ წყალმცენარეებში გამრავლების ვეგეტატიური რეჟიმი ხდება ძაფების ცალკეულ ფრაგმენტებად დაყოფით.
ამავდროულად, ყველა წყალმცენარე კოლონიალური წარმომადგენლის რიგიდან არ შეიძლება გამრავლდეს ვეგეტატიურად, ისევე როგორც ერთუჯრედულში, გამრავლების ვეგეტატიურ მეთოდთან ერთად შეიძლება არსებობდეს სექსუალური გზაც.
ყავისფერი წყალმცენარეები, როგორც ზემოთ აღვნიშნეთ, მრავლდებიან ამ გზით, სპეციალური ნაყოფის ყლორტების დახმარებით. სარგასოს ყველა სახეობა ერთნაირად მრავლდება სარგასოს ზღვაში.
რეპროდუქცია სპორების მიხედვით
ვეგეტატიური გამრავლების გარდა, წყალმცენარეები მრავლდებიან სპორებით. ეს არის ასექსუალური გამრავლების გარკვეული ქვესახეობა.
სპორები წარმოიქმნება სპეციალურ ორგანოებში, ე.წ სპორანგია ან ზოოსპორანგია. გაფანტვისას, სპორა იწყებს აღმოცენებას და შემდეგ წარმოიქმნება ახალი ზრდასრული დამოუკიდებელი ინდივიდი.
მოძრავი სპორები დროშებით, რომლებსაც შეუძლიათ მოძრაობა, ეწოდება ზოოსპორები.
სპორების მიერ ასექსუალური გამრავლების ვარიანტი შეიძლება განვიხილოთ წყალმცენარეების მაგალითზე, როგორიცაა ულოტრიქსი. მისთვის ხელსაყრელი ცხოვრების პირობებში მისი ფრაგმენტები გამოყოფილია არსებული დედობრივი ძაფისგან, რომელიცშეიცავს დაპირისპირებას. ისინი ბანაობენ თავისუფალ მდგომარეობაში, შემდეგ, წყალქვეშა ობიექტზე მიმაგრების შემდეგ, იწყებენ აქტიურად დაყოფას და წყალმცენარეების ახალ ძაფს ქმნიან. უნდა აღინიშნოს, რომ ამ ტიპის წყალმცენარეებს შეუძლიათ ერთდროულად გამრავლდნენ როგორც უსქესო, ასევე სქესობრივი გზით.
დაფიქსირდა, რომ შესაძლებელია სპორების წარმოქმნის სტიმულირება ზოგიერთი სახის ძაფისებრ წყალმცენარეებში, ამისთვის ჰაბიტატში ნახშირორჟანგის მატება უნდა მოხდეს.
ასექსუალური გამრავლების ფუნქციას ამ შემთხვევაში ასრულებენ ინდივიდები, რომლებსაც უწოდებენ სპოროფიტებს, ანუ ისინი, რომლებიც ქმნიან სპორებს.
სექსუალური რეპროდუქცია
ზემოხსენებული მეთოდების გარდა, წყალმცენარეები მრავლდებიან სქესობრივი გზით. ახასიათებს, პირველ რიგში, განაყოფიერება, ანუ ორი უჯრედის – გამეტების შერწყმა. ამის შემდეგ წარმოიქმნება ზიგოტი, რომელიც შემდგომში ხდება ახალი ორგანიზმის წინაპარი.
წყალმცენარეებს აქვთ სქესობრივი გამრავლების რამდენიმე გზა:
- იზოგამია - გულისხმობს ერთი და იგივე ზომისა და სტრუქტურის ორი გამეტის შერწყმას.
- ჰეტეროგამია. ასე ჰქვია ორი გამეტის შერწყმას, რომელშიც ერთი მეორეზე დიდია. უფრო მეტიც, უფრო დიდი, როგორც წესი, ქალია.
- ოოგამი. გამრავლების ამ მეთოდით, მაცდური ქალის უჯრედი ერწყმის მამრობითი მოძრავ გამეტს.
- კონიუგაცია. ამ კონცეფციაში იგულისხმება გამრავლების სახეობა, რომელშიც დაკავშირებულია ორი ვეგეტატიური უჯრედი, რომელიც მოკლებულია დროშებს.
პრიმიტიულ წყალმცენარეებში ერთსა და იმავე ინდივიდს შეუძლია როგორც სქესობრივი, ისე ასექსუალური გამრავლება. ყველაზე განვითარებული ფუნქციაასრულებს ინდივიდებს, რომლებსაც ჰქვია გამეტოფიტები, ანუ ქმნიან გამეტებს.
წყალმცენარეების გამრავლების მაგალითები
ფუკუსი შეიძლება იყოს წყალმცენარეების ვეგეტატიური გამრავლების მაგალითი. მის მთავარ თალუსზე წარმოიქმნება მსგავსი აგებულების დამატებითი თალები, რომლებიც შემდგომ წარმოქმნიან ახალ ორგანიზმს.
უსქესო გამრავლება, ანუ ორ უჯრედად დაყოფა შეიძლება შეინიშნოს ეგლენაში.
ქლამიდომონასი არის წყალმცენარე, რომელიც მრავლდება როგორც სქესობრივად, ასევე უსქესო გზით, სპორების (ზოოსპორების) დახმარებით, რომლებსაც აქვთ დროშები.
სქესობრივი გამრავლების კიდევ ერთი მაგალითია ყავისფერი წყალმცენარეები, როგორიცაა კელპი. ამ სახეობას აქვს სქესობრივი გამრავლების სამი რეჟიმი, როგორიცაა იზოგამია, ჰეტეროგამია, ოოგამია.
ქლორელა არის მიკროსკოპული მწვანე წყალმცენარეები. ის მრავლდება ექსკლუზიურად უსქესო გზით, სპორების დახმარებით.
წითელი წყალმცენარეები (ჟოლოსფერი) მრავლდება ორი გზით, რომელთაგან ერთი სექსუალურია. მისი გამორჩეული თვისებაა მამრობითი გამეტების ფორმირება დროშების გარეშე. ამავდროულად, წყალმცენარეებზე რჩება ქალის გამეტები, ხოლო მამრობითი გამეტები დენის დახმარებით გადაეცემა მათ.
წყალმცენარეების მნიშვნელობა ბუნებაში
წყალმცენარეები ყველაზე მრავალრიცხოვანი და მნიშვნელოვანი ფოტოსინთეზური ორგანიზმებია მთელი პლანეტისთვის. მათი გავრცელება იმდენად ფართოა, რომ მათი ნახვა შესაძლებელია არა მხოლოდ ზღვებში, ოკეანეებში, მდინარეებში, ტბებში, არამედ მცირე წყალსაცავებში, მათ შორის ხელოვნურსა და გუბეებშიც კი. ისინი შეიძლება შეინიშნოს როგორც პატარა მომწვანო ლაქები თითქმის ზედაპირზეთითოეული წყალსაცავი. წყალმცენარეების ღირებულება ბუნებაში დიდია.
გარდა იმისა, რომ ისინი გამოყოფენ საკმაოდ დიდი რაოდენობით ჟანგბადს, ისინი ემსახურებიან მრავალი წყლის ცხოველის ჰაბიტატს, მონაწილეობენ ნიადაგის ნაყოფიერი ფენის ფორმირებაში. ბევრ წყალმცენარეს ჭამენ და ასევე ემსახურება როგორც ძირითადი წყარო საკვების სპეციალური კომპონენტების მოპოვებაში. ასევე გამოიყენება სხვადასხვა მედიკამენტებისა და კოსმეტიკური საშუალებების მოსამზადებლად.
წყალმცენარეები არიან ორგანიზმები, რომლებიც უნიკალურია მათი შემადგენლობითა და გამრავლების წესით. ისინი აერთიანებენ გამრავლების რამდენიმე სახეობას, უფრო სწორად: სექსუალურ, ასექსუალურ და ვეგეტატიურს. ეს მათ პრაქტიკულად უკვდავებს ხდის. უფრო მეტიც, ეს კითხვა ძალიან გასართობია, რადგან ტყუილად არ ცდილობენ მთელი ქვეყნის მასშტაბით ბიოლოგიის მასწავლებლები უპასუხონ თავიანთ სტუდენტებს კითხვაზე: "როგორ მრავლდებიან წყალმცენარეები? აღწერეთ წყალმცენარეების გამრავლება."
