razmnoŽavanje - Биолошки факултет€¢ tri osnovna tipa razmnožavanja: vegetativno...

RAZMNOŽAVANJEALGI

• tri osnovna tipa razmnožavanja:vegetativnosporulativnopolno - genetički materijal potomstva promenjen

• VEGETATIVNO – najjednostavniji oblik, potomstvonema suštinske promene u protoplastu

• ostvaruje se delovima talusa, često zavisi odgrađe talusa, oblici vegetativnog razmnožavanja:deoba ćelijeautocenobija fragmentacija talusa specijalizovane strukture

RAZMNOŽAVANJE ALGI

genetički materijal potomstvanepromenjen u odnosu na roditeljski

• DEOBA ĆELIJE – vegetativno razmnožavanje kod jednoćelijskih, a rast kod višećelijskih algi

• deoba izopolarne ćelije (1 i 2) (npr. Cosmarium sp.)• deoba heteropolarne ćelije – od prednjeg ka

zadnjem delu ćelije, nekada ne dolazi do prekida u kretanju alge (3) (npr. Euglena sp.)

RAZMNOŽAVANJE ALGI

1 23

• FRAGMENTACIJA – kolonijske i višećelijske• raskidanje kolonije – krupna, nestabilna kolonija

pod mehaničkim uticajem puca i nastaju nove kolonije

RAZMNOŽAVANJE ALGI

Microcystis sp.

• fragmentacija trihoma – najčešće na određenim ili tačno određenim mestima u trihomu (1), hormogonijama kod cijanoprokariota (2)

• raskidanje parenhimskih talusa – posebni delovi talusa ili grane, koje dalje rastu i daju novu algu

RAZMNOŽAVANJE ALGI

12

Oscillatoria sp.hormogonija

• AUTOCENOBIJA – vegetativno razmnožavanje kod cenobijskih algi

• svaka ćelija unutar cenobije deobom formira novu cenobiju (autocenobiju), minijaturnu verziju “majke” cenobije

RAZMNOŽAVANJE ALGI

Pediastrum sp.

autocenobije

“majka” cenobija

• SPECIJALIZOVANE STRUKTURE za vegetativno razmnožavanje (propagule, od lat. propagatio= gajenje, produžavanje)

• tipovi propagula: akineti “puzeći” kauloidi (stolone)krtolicerizociste

RAZMNOŽAVANJE ALGI

• akinet – debelozida, nepokretna ćelija bogata rezervnim supstancama

• pri njegovom formiranju učestvuje cela ćelija, a metabolizam je na minimumu

• postoji kod nekih jednoćelijskih i trihalnih zelenihalgi i trihalnih heterocitnih cijanoprokariota

RAZMNOŽAVANJE ALGI

akinet

Gloeotrichia sp.

• primarna funkcija – preživljavanje nepovoljnihuslova životne sredine

• sekundarna funkcija - razmnožavanje - pri povoljnimuslovima iz svakog akineta novi organizam

RAZMNOŽAVANJE ALGI

Akineti

Anabaena sp.

• “puzeći” kauloid (stolona) – kod parenhimskih i sifonalnih talusa

• od glavnog kauloida bočni delovi koji “puze” po podlozi, sa donje stane se razvijaju rizoidi, a sa gornje kauloid i filoidi – nova jedinka

RAZMNOŽAVANJE ALGI

“puzeći” kauloid

Caulerpa sp.

• krtolice – višećelijske tvorevina na rizoidu• za prezimljavanje – na proleće iz svake krtolice

novi organizam, jedna alga više krtolica• neke parenhimske zelene alge (npr. Chara sp. – 1)

RAZMNOŽAVANJE ALGI

1

• rizociste – višejedarne, jednoćelijske tvorevine sadebelim ćelijskim zidom na rizoidu

• za preživljavanje nepovoljnih uslova, razvijaju se u jednu novu jedinku ili u više spora više jedinki

• neke sifonalne Heterokontophyta

rizociste

Botrydium sp.

RAZMNOŽAVANJE ALGI

• SPORULATIVNO razmnožavanje – sporama, nastaju preobražajem protoplasta i deobom/deobama jedra

• mitozom (mitospore) ili mejozom (mejospore = agameti)

• spore – proces nastanka sporogeneza u:vegetativnim ćelijama talusasporangijama - specijalizovanim ćelijama i strukturamajednoćelijske alge – ćelija = sporangijavišećelijske alge

sve ćelije su potencijalne sporangije, tj. sve obrazuju spore specijalizovane jednoćelijske ili višećelijske sporangije

RAZMNOŽAVANJE ALGI

TIPOVI SPORA

• prema mestu nastanka:endospore – razdeljivanjem protoplasta sporangije/ćelije (1)

egzospore – odvajaju se od vrha sporangije/ćelije (2)

• prema pokretljivosti:pokretne (planospore) – u planosporangijama/ćel.nepokretne (aplanospore) – u aplanosporangijama/ćel.

RAZMNOŽAVANJE ALGI1

2

• pokretne (planospore) – sa parnim brojembičeva, obično bez ćelijskog zida ameboidne – brzo gube bič i pokretljivost planospore sa stigmom – nemaju bičeve, imaju kontraktilnu

vakuolu hemiplanospore – pokretljive samo u planosporangiji

RAZMNOŽAVANJE ALGI

sinplanospore – višejedarne, sa 2x više bičeva od brojajedara (1)

stefanokontne planospore – po jedna u planosporangiji, venac bičeva na prednjem kraju (npr. Oedogonium sp. – 2)

hemiautospore – nemaju bičeve, imaju kontraktilnuvakuolu i ćelijski zid

RAZMNOŽAVANJE ALGI

hromatofori

jedra

bičevi

1

2

• nepokretne (aplanospore) – imaju ćelijski zid, klijaju posle perioda mirovanja:1. aplanospore prave - započinju svoje razviće

transformacijom protoplasta, mogu da ga završe van ćelije, mogu da se transformišu i u planospore

2. autospore – imaju isti oblik kao ćelija od koje nastaju, ali su manje, ne mogu da se transformišu u planospore

RAZMNOŽAVANJE ALGI

Scenedesmus sp.

2

• aplanospore prema broju u aplanosporangiji:monospore (1) – neke mrke i crvene (1)bispore (2) – neke crvene (2)tetraspore (4) – mrke i crvene (3)polispore (više) – neke crvene (4)

RAZMNOŽAVANJE ALGI

1 2

34

RAZMNOŽAVANJE ALGI• POLNO razmnožavanje – samo kod eukariotskih• spajanje (singamija):dva haploidna jedra (kariogamija)dve haploidne ćelije ili gameta (plazmogamija i

kariogamija)

• rezultat polnog procesa – diploidni zigot (2n)• gameti nastaju u specijalizovanim ćelijama ili

strukturama talusa – gametangijama• nastanak diferenciranih gameta – gametogeneza

RAZMNOŽAVANJE ALGI• jednodome – na istom talusu se razvijaju oba tipa

gameta (+ -, dvopolni talus)• dvodome – na različitim talusima se razvijaju + i -

gameti (+talus i -talus, jednopolni talus)• osnovni tipovi polnog razmnožavanja: izogamija heterogamija oogamija hologamija konjugacija

spajanje gameta

spajanje ćelija ili sadržaja ćelija

RAZMNOŽAVANJE ALGI• IZOGAMIJA – spajanje dva gameta jednaka po

obliku i veličini, oba pokretna• izogameti (n) u izogametangijama• homotalusne – spajaju se gameti istog talusa,

različitog fiziološkog potencijala• heterotalusne - spajaju se gameti različitih talusa• spoljašnje oplođenje• nastaje diploidni zigot (2n)

RAZMNOŽAVANJE ALGI• HETEROGAMIJA – spajanje dva gameta različita

po građi i pokretljivosti• mikrogameti (n) – sitniji, pokretljiviji, veći broj,

često bez hromatofora• makrogameti (n) – krupniji, manje pokretni, manji

broj, sa mnogobrojnim hromatoforima

• spoljašnje oplođenje• nastaje diploidni zigot (2n)

RAZMNOŽAVANJE ALGI• OOGAMIJA – spajanje dva veoma diferencirana,

različita gameta• spermatozoid (anterozoid) (n) – muški gamet,

sitniji, pokretan, nastaje u anteridiji• jajna ćelija (oosfera, oocita) (n) –

ženski gamet, krupniji, nepokretan,nastaje u oogoniji

• unutrašnje i spoljanje oplođenje• nastaje zigot (2n) oospora

• netipična oogamija – nešto drugačija oogamija:

crvene alge – nepokretni spermatozoidi (spermacije)neke zelene alge – višećelijske gametangije; dva

spermatozoida u anteridijineke mrke alge – u oogoniji 8 jajnih ćelija, u anteridiji

64 ili 2 spermatozoida, oplođenje spoljašnje

• detaljnije u predavanjima o razdelima algi

RAZMNOŽAVANJE ALGI

RAZMNOŽAVANJE ALGI

• gameti su veoma sitni, pa je njihovo spajanje u vodenoj sredini malo verovatno

• jajna ćelija luči feromone koji:privlače spermatozoideosnova za raspoznavanje između jajne ćelije i

spermatozoida iste vrste

RAZMNOŽAVANJE ALGI• HOLOGAMIJA – spajanje dve jednoćelijske (n)

monadne, pokretne jedinke• nema obrazovanja posebnih gameta, već samo

funkcionalne promene vegetativnih ćelija• nastaje diploidni zigot (2n) (obično tetraflagelatni)

RAZMNOŽAVANJE ALGI

• KONJUGACIJA – spajanje protoplasta dvenepokretne vegetativne ćelije – gametangije

• nastaje zigot diploidna zigospora (2n)

konjugacionacev

Spirogyra sp.

RAZMNOŽAVANJE ALGI

• LESTVIČASTA KONJUGACIJA – spajanje protoplasta genetički različitih ćelija, kod jednoćelijskih, kolonijskih i trihalnih

konjugacionacev

Closterium sp.

Spirogyra sp.

RAZMNOŽAVANJE ALGI

• BOČNA KONJUGACIJA– spajanje protoplasta genetičkiistih ćelija, samo kod trihalnih algi

konjugacionacev

zigospora

Spirogyra sp.

RAZMNOŽAVANJE ALGI

• polno razmnožavanje dovodi do promene broja hromozoma - od haploidnog (n) do diploidnog (2n) i obratno

• smenjivanje haploidne i diploidne faze u toku životnog ciklusa – SMENA JEDROVIH FAZAzigotskagametskasporalna (intermedijarna)

ZIGOTSKA smena jedrovih faza

• diploidni zigot (2n) redukcionom deobom (R)(mejozom) i nizom mitoza (M)daje haploidni talus (n) na kome mitotičkim deobma (M)nastaju haploidni gameti (n)

• singamija, pa mejoza• dominira haploidna (n) faza

SMENA JEDROVIH FAZA

M M

GAMETSKA smena jedrovih faza

• diploidni zigot (2n) mitotičkim deobama (M) daje diploidni talus (2n) na kome redukcionom deobom (R)nastaju haploidni gameti (n)

• mejoza, pa singamija• dominira diploidna (2n) faza

SMENA JEDROVIH FAZA

M

SPORALNA (intermedijarna) smena jedrovih faza

• diploidni zigot (2n) mitotičkim deobama (M) daje diploidnu jedinku (sporofit 2n) na kojoj se razvijaju diploidne sporangije, u njima mejozom (R) nastaju haploidne spore (n) koje mitotičkim deobama (M) daju haploidnu jedinku (gametofit n)na kojoj se razvijaju haploidnegametangije i gameti (n), spajanjem – diploidni zigot (2n)

• singamija i mejoza odvojene

SMENA JEDROVIH FAZA

M

M

M

• Koji tip smene jedrovih faza je evoluciono najsavremeniji?

SMENA JEDROVIH FAZA

M

M

M

MM

M

• alge sa sporalnom smenom jedrovih faza imaju smenjivanje sporofita i gametofita tokom životnog ciklusa – SMENU“GENERACIJA”IZOMORFNA smena “generacija”HETEROMORFNA smena “generacija”

• diploidni sporofit i haploidni gametofit su dve odvojene jedinke u životnom ciklusu alge

SMENA “GENERACIJA” ALGI

• IZOMORFNA smena “generacija” – sporofit i gametofit po građi i veličini veoma slični

SMENA “GENERACIJA” ALGI

mitoza

haploidne spore

mitoza

mitoza

haploidni gameti

haploidni gametofit

spajanje gameta

singamija

diploidni zigotdiploidni

sporofit

mejoza

Ulva sp.

• HETEROMORFNA smena “generacija” – sporofiti gametofit po građi i veličini različiti

SMENA “GENERACIJA” ALGI

planospore n

sporangije

sporofit 2n

zigot 2n

zreo ženski gametofit n

mejoza

ženski

spermatozoidi n

gametofit nmuškioocita n

singamija

mitoza sporofita 2n

Nereocystis sp.