წყალმცენარეები

წყალმცენარეები (ლათ. Algae) — სასიცოცხლო პირობების მიხედვით გაერთიანებული ეკოლოგიური ჯგუფია. სისტემატიკური თვალსაზრისით ის მრავალ დამოუკიდებელ ტიპად იყოფა, რომლებიც ერთმანეთისგან ფერით და ზოგ შემთხვევაში უჯრედის ორგანიზაციით განსხვავდებიან. წყალმცენარეებს ახასიათებთ ქლოროფილის არსებობა, რასაც მოკლებულნი არიან სხვა უმდაბლესი მცენარეები, ბაქტერიები და სოკოები. ბევრ წყალმცენარეში მწვანე ფერი შენიღბულია სხვა პიგმენტებით.

სტრუქტურა

წყალმცენარეთა გარეგანი ფორმის დიდი ნაირგვარობა შეიძლება დაყვანილ იქნეს რამდენიმე ძირითად სტრუქტურამდე, რომლებიც ყალიბდებოდნენ მათი ფილოგენოზის დროს მარტივიდან უფრო რთულამდე. ეს სტრუქტურა მეორდება სხვადასხვა სისტემატიკურ ტიპში, რაც მიგვითითებს იმაზე, რომ მათი ფორმირების ევოლუციაში არსებობს რაღაც პარალელიზმი.

უმარტივესი სტრუქტურა მონადურია^[1]. ის ხასიათდება იმით, რომ უჯრედებს უვითარდება ორი, იშვიათად ერთი, ოთხი ან მეტი შოლტი, რომლებიც უზრუნველყოფენ მათ აქტიურ მოძრაობას. უჯრედების ფორმა უმეტეს შემთხვევაში მოგრძო-ოვალურია, ხშირად მსხლისებრი, ან თითქმის სფეროსებრი. იშვიათად სხვა ფორმისაც გვხვდება. წყალმცენარეები შეიძლება იყვნენ ერთუჯრედიანები ან კოლონიურები, ე. ი. ისეთები, რომლებიც შედგებიან ფორმით ან ფუნქციით ერთნაირი ან თითქმის ერთნაირი რამდენიმე ან მრავალი უჯრედისაგან. უმარტივესი წყალმცენარეების ასეთი მონადური სტრუქტურა მთელი სავეგეტაციო პერიოდის განმავლობაში გვხვდება. უფრო მაღალი ორგანიზაციის წყალმცენარეებში ის წარმოდგენილია ისეთი უჯრედებით, რომლებიც ან უსქესო გამრავლებას ემსახურებიან (ზოოსპორები), ან სქესობრივს (გამეტები).

იშვიათად ზოგიერთ უმარტივეს წყალმცენარეს ამებისებრი (რიზოპოდიური) სტრუქტურა აქვს. ისინი უგარსო და უშოლტო არიან და ამებისებრად მოძრაობენ სხვადასხვა ფორმის ფსევდოპოდიუმების (მსხვილი, მოკლე, წვრილი და გრძელი) საშუალებით.

ასეთი სტრუქტურა მუდმივია ზოგიერთი არამწვანე წყალმცენარისათვის. ზოგიერთი მონადური წყალმცენარე შოლტების დაცვენით ან შეწევით დროებით გადადის ამ მდგომარეობაში. ბევრი ალგოლოგი ფიქრობს, რომ ამებისებრი სტრუქტურა მონადურისგან წარმოშობილ მეორად სტრუქტურას წარმოადგენს. ეს სავსებით დასაშვებია დღეს არსებული მრავალი ფორმისათვის, მაგრამ დედამიწაზე ცოცხალი ორგანიზმების ჩამოყალიბების პირველ ეტაპზე ამებისებრი სტრუქტურა უთუოდ პირველადი იყო. უფრო მოგვიანებით პირველადი ამებისებრი სტრუქტურისაგან წარმოიშვნენ მონადური ფორმები, რომელთაც განუვითარდათ თვალუკა, შოლტები და უფრო სწრაფად მოძრაობის უნარი.

პალმელისებრი^[2] სტრუქტურა წარმოადგენს ლორწოში მოთავსებულ ერთიმეორისაგან დამოუკიდებელ რამდენიმე ან მრავალი უჯრედის ჯგუფს. ასეთი სტრუქტურა შეიძლება იყოს მუდმივი, როგორც წინა სტრუქტურა, ან წარმოადგენდეს დროებით მოვლენას წყალმცენარეების განვითარების ციკლში.

კოკისებრი^[3] სტრუქტურა სხვადასხვა ფორმის უმოძრაო უჯრედებია. ისინი ერთეულებია ან დაჯგუფებული არიან ნაირგვარ (მაგრამ არა ძაფისებრ) კოლონიებად. ასეთი სტრუქტურა საკმაოდ ფართოდ არის გავრცელებული.

ძალიან გავრცელებულია ძაფისებრი სტრუქტურა, რომელიც ხასიათდება იმით, რომ მისი შემადგენელი უმოძრაო უჯრედები ერთ ან რამდენიმე წყებადაა განლაგებული ძაფისებრად. ძაფები მარტივია ან დატოტვილი. ძაფის შემადგენელი უჯრედები უმეტეს შემთხვევაში ერთნაირებია. ხანდახან ბაზალურ ან კენწრულ უჯრედებს განსაკუთრებული ფორმა და აგებულება აქვთ: მრავალი ძაფისებრი წყალმცენარე შედგება ორგვარი ძაფისგან. ნაწილი სუბსტრაქტზეა გართხმული ჰორიზონტალურად. მათგან ზევითკენ გამოდის ვერტიკალური ტოტები. ასეთ აგებულებას ეწოდება ჰეტეროტრიქული^[4] სტრუქტურა.

ფირფიტისებრი სტუქტურა უმეტეს შემთხვევაში ვიწრო ან ფართო ფორმის ფირფიტების სახით არის წარმოდგენილი. მწვანე წყალმცენარეების ონტოგენეზი ისინი ჩვეულებრივ ძაფისებრთაგან წარმოიშობიან იმის შედეგად, რომ მათი შემადგენელი უჯრედები დაიყოფა როგორც განივი, ისე გრძივი მიმართულებით. ზღვის მრავალი წაბლა და ძოწეულა ალგების ფირფიტისებრი ან თასმისებრი სტრუქტურა წარმოიშობა უჯრედების ყოველი მიმართულებით დაყოფის შედეგად. ამგვარად იქმნება პარენქიმული აგებულება.

სიფონოვანი^[5] სტრუქტურა აქვს ზოგიერთ წყალმცენარეს. ფორმალურად მათი ვეგეტაციური სხეული ერთი ვეებერთელა უჯრედია, რომლის სიდიდე რამდენიმე ათეულ სანტიმეტრს აღწევს. იგი შეიცავს მრავალ ბირთვს და არ არის დატიხრული ცალკეულ უჯრედებად.

გამრავლება

ერთუჯრედიანი წყალმცენარეების ვეგეტაციური გამრავლება უჯრედის დაყოფით, კოლონიურებისა — კოლონიების დაშლით ან დედა კოლონიის თითოეული უჯრედისაგან ახალი კოლონიების წარმოშობით (ვოლვოქსისნაირებში, ზოგიერთ პროტოკოკუმისნაირში). ძაფისნაირები მრავლდებიან ძაფების შემთხვევითი დაწყვეტით ან პატარა-პატარა ნაკვეთებად დაშლით (ფრაგმენტაცია — ლურჯ-მწვანე წყალმცენარეებში, ზიგნემასებრნში). ზოგ წყალმცენარეში წარმოიშობა ვეგეტაციური გამრავლების სპეციალური ორანოები — ტუბერაკები (ხარასნაირებში) და სხვა.

უსქესო გამრავლება ფართოდაა გავრცელებული წყალმცენარეებში. იგი ხდება სპეციალური სპორებით, რომლებიც სცილდება დედა უჯრედებს. უმეტეს წყალმცენარეებს უგარსო^[6] მოძრავი და მონადური სტრუქტურის მქონე სპორები აქვს, რომელთაც ზოოსპორები^[7] ეწოდება. ისინი რამდენიმე, მრავალი ან, უფრო იშვიათად, თითო-თითო წარმოიშობა ზოოსპორანგიუმებში, რომლებიც ჩვეულებრივ არ განხვავდებიან, ან, იშვიათად (მაგალითად, წაბლა წყალმცენარეებში ნაწილობრივ განსხვავდებიან ჩვეულებრივი ვეგეტაციური უჯრედისაგან. ზოოსპორები ერთხანს დაცურავენ, შემდეგ იკეთებენ გარსს და ახალ მცენარეებად ღივდებიან. ზოგ წყალმცენარეს აქვს გარსიანი და უძრავი სპორები, რომელთაც აპლანოსპორები^[8] ან ზოგ კერძო შემთხვევაში სხვა სახელი ეწოდებათ.

იშვიათად, ზოგიერთ უმდაბლეს წყალმცენარეში (ვოლვოქსისნაირებიდან) სქესობრივი პროცესის დროს, ერთმანეთს მთლიანად ორი ინდივიდი უერთდება. ამ ყველაზე პრიმიტიულ სქესობრივ პროცესს ჰოლოგამიას^[9] უწოდებენ. წყალმცენარეთა დიდ უმრავლესობაში სქესობრივი პროცესი მიმდინარეობს ორი შიშველი სქესობრივი უჯრედის, ე. წ. გამეტების შეერთებით (კოპულაციით). გამეტების კოპულაციის შედეგად მიიღება ერთი უჯრედი, რომელსაც ზიგოტა ეწოდება. მასში, ისე როგორც ჰოლოგამიის დროს, ხდება ორივე გამეტის პროტოპლაზმების და ბირთვების შერწყმა. ზიგოტა იფარება გარსით (ხშირად ძლიერ სქელი გარსით), შემდეგ ან მაშინვე ღიბდება (ზღვის წყალმცენარეებში), ან, უმთავრესად მტკნარი წყლის ადგილებში, გადადის მოსვენების მდგომარეობაში და ამის შემდეგ ან ზოოსპორებს წარმოშობს, ან უშუალოდ მცენარეს. თუ ორივე გამეტა მოძრავია და ფორმით და სიდიდით ერთნაირია, მაშინ მათ უწოდებენ იზოგამეტებს^[10], ასეთ სქესობრივ პროცესს კი — იზოგამიას; თუ ორივე გამეტა მოძრავია, მაგრამ ერთი გაცილებით დიდია მეორეზე, მაშინ მათ ჰეტეროგამეტები ეწოდებათ, სქესობრივ პროცესს კი — ჰეტეროგამია^[11]. უფრო დიდი გამეტა მდედრობითად ითვლება, მცირე — მამრობითად. იმ უჯრედებს, რომლებშიც წარმოიშობა იზო — ან ჰეტეროგამეტები, გამეტანგიუმები ეწოდებათ.

თუ ერთ ინდივიდზე განვითარებული გამეტების კოოპულაცია ხდება, მაშინ წყალმცენარეთა ასეთ სახეობებს ჰომოთალური^[12] სახეობები ეწოდებათ. თუ ურთიერთშეერთება შეუძლიათ მხოლოდ სხვადასხვა ინდივიდზე წარმოშობილ გამეტებს, მაშინ საქმე გვექნება ჰეტეროთალურ სახეობებთან. სხვადასხვა სქესის ჰეტეროთალური ინდივიდები მორფოლოგიურად არ განსხვავდებიან და თუ მათი გამეტებიც ერთნაირია (იზოგამეტები), მაშინ მათი განსხვავება მხოლოდ სქესის მიხედვით შეიძლება. მათ აღნიშნავენ, როგორც + (პლუს) და - (მინუს) ინდივიდებს.

წყალმცენარეთა სქესობრივი პროცესის უმაღლეს ტიპს წარმოადგენს ოოგამია^[13]. ამ შემთხვევაში პატარა და მოძრავი გამეტა — სპერმატოზოიდი — ანაყოფიერებს უფრო დიდ და უძრავ კვერცხუჯრედს. იმ უჯრედს, რომელშიც წარმოიშობა სპერმატოზოიდები, უწოდებენ ანთერიდიუმს, და იმ უჯრედს, რომელშიც ყალიბდება ერთი ან იშვიათად რამდენიმე კვერცხუჯრედი, ოოგონიუმი (ძოწეულებში — კარპოგონი) ეწოდება.

არსებობს კიდევ სქესობრივი პროცესის თავისებური ტიპი — ზიგოგამია, ანუ კონიუგაცია^[14]. ამ დროს ორი უჯრედი ერთიმეორეს უკავშირდება განივი გამონაზარდებით და ერთმანეთს შეერწყმიან მათი პროტოპლასტები, რომლებიც მოკლებული არიან შშოლტებს და გარეგნულად არ არიან დიფერენცირებული მამრობით და მდედრობით გამეტებად.

მოცულობა და ძირითადი ჯგუფები

ძირითადი ტიპები

წყალმცენარეთა შემადგენლობაში შედიან შემდეგი ტიპები (განყოფილებები, ფილები):

ქრიზომონადები, ანუ ოქროსფერი წყალმცენარეები (ლათ. Chrysophyta)
პიროფიტული წყალმცენარეები (ლათ. Pyrrophyta)
ევგლენასნაირი წყალმცენარეები (ლათ. Euglenophyta)
მწვანე წყალმცენარეები (ლათ. Chlorophyta)
ნაირშოლტიანი, ანუ მოყვითალო-მწვანე წყალმცენარეები (ლათ. Heterocontea, ანუ Xanthophyta)
დიატომეები, ანუ კაჟოვანი წყალმცენარეები (ლათ. Diatomeae, ანუ Bacillariophyta)
წაბლა წყალმცენარეები (ლათ. Phaeophyta)
წითელი, ანუ ძოწეულა წყალმცენარეები (ლათ. Rhodophyta)
ლურჯ-მწვანე წყალმცენარეები (ლათ. Cyanophyta)

სქოლიო

↑ ბერძნ. „მონას“ (ნათ. ბრუნვა — „მონადოს“) — ცალმაგი
↑ ბერძნ. „პალმოს“ — თრთოლა
↑ ბერძნ. „კოკოს“ — მარცვალი
↑ ბერძნ. „ჰეტეროს“ — სხვა და „ტრიქს“ (ნათ. ბრუნვა — ტრიქოს) — ბეწვი.
↑ ბერძნ. „სიფონ“ — მილი
↑ მხედველობაში უნდა ვიქონიოთ, რომ ზოოსპორებსაც და სხვა ე. წ. „შიშველ“ უჯრედებსაც პერიფერიაზე მაინც აქვთ გარსი (პლაზმალემა, პელიკულა), მაგრამ ქიმიური შედგენილობით იგი არ განხვავდება პროტოპლაზმისაგან და არც მორფოლოგიურადაა მისგან გამოცალკევებული
↑ ბერძნ. „ზოონ“ — ცხოველი
↑ ბერძნ. „აპლანოს“ — უძრავი
↑ ბერძნ. „ჰოლოს“ — მთლიანი და „გამოს“ — ქორწინება
↑ ბერძნ. „იზოს“ — ტოლი
↑ ხშირად ჰეტეგოგამეტებს ანიზოგამეტებს უწოდებენ, ხოლო ჰეტეროგამიას — ანიზოგამიას (ბერძნულიდან „ან“ — უარმყოფელი ნაწილაკი „უ“)
↑ ბერძნ. „ჰომოს“ — ერთგვაროვანი, ტოლი
↑ ბერძნ. „ოონ“ — კვერცხი
↑ ბერძნ. „ზიგონ“ — უღელი და ლათ. „იუგუმ“ — უღელი

ლიტერატურა

ნ. ა. კომარნიცი, ლ. ვ. კუდრიშოვი, ა. ა. ურანოვი, „მცენარეთა სისტემატიკა“, გვ. 31—39, თბილისის უნივერსიტეტის გამომცემლობა, თბ., 1973

[1] ბერძნ. „მონას“ (ნათ. ბრუნვა — „მონადოს“) — ცალმაგი

[2] ბერძნ. „პალმოს“ — თრთოლა

[3] ბერძნ. „კოკოს“ — მარცვალი

[4] ბერძნ. „ჰეტეროს“ — სხვა და „ტრიქს“ (ნათ. ბრუნვა — ტრიქოს) — ბეწვი.

[5] ბერძნ. „სიფონ“ — მილი

[6] მხედველობაში უნდა ვიქონიოთ, რომ ზოოსპორებსაც და სხვა ე. წ. „შიშველ“ უჯრედებსაც პერიფერიაზე მაინც აქვთ გარსი (პლაზმალემა, პელიკულა), მაგრამ ქიმიური შედგენილობით იგი არ განხვავდება პროტოპლაზმისაგან და არც მორფოლოგიურადაა მისგან გამოცალკევებული

[7] ბერძნ. „ზოონ“ — ცხოველი

[8] ბერძნ. „აპლანოს“ — უძრავი

[9] ბერძნ. „ჰოლოს“ — მთლიანი და „გამოს“ — ქორწინება

[10] ბერძნ. „იზოს“ — ტოლი

[11] ხშირად ჰეტეგოგამეტებს ანიზოგამეტებს უწოდებენ, ხოლო ჰეტეროგამიას — ანიზოგამიას (ბერძნულიდან „ან“ — უარმყოფელი ნაწილაკი „უ“)

[12] ბერძნ. „ჰომოს“ — ერთგვაროვანი, ტოლი

[13] ბერძნ. „ოონ“ — კვერცხი

[14] ბერძნ. „ზიგონ“ — უღელი და ლათ. „იუგუმ“ — უღელი

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]