42. Nižší rostliny IX. - spájivky vláknité

Parametry úlohy

	Obtížnost:	lehké
	Časová náročnost:	30 minut
	Materiálová náročnost:	nenáročné
	Druh materiálu:	ostatní
	Čím pozorujeme:	mikroskop
	Téma:	Nižší rostliny
	Roční období:	září, říjen, listopad, březen, duben, květen, červen

Teoretický úvod

Spájivky (Zygnemophyceae) jsou jednobuněčné nebo vláknité řasy, jde o skupinu obvykle řazenou do skupiny zelených řas. Kombinaci fotosyntetických barviv tvoří chlorofyl a + b, beta karoten a různé xantofyly. Nikdy nevytvářejí bičíkatá stádia. Žijí pouze ve sladkých většinou mírně kyselých vodách, najdeme je např. v lesních tůních, odtocích z rašelinišť apod. Název celé skupiny je odvozen od způsobu jejich pohlavního rozmnožování – tím je tzv. spájení neboli konjugace; dvě buňky (nebo dvě vlákna) se k sobě těsně přiblíží a jejich protoplasty splynou jako gamety. Po splynutí se vyvíjí zygota, která se posléze přemění v tlustoblannou zygosporu. Pohlavně se spájivky rozmnožují především na konci vegetačního období. Převažuje u nich ale nepohlavní způsob rozmnožování, většinou rozpadem stélky.

Pokud jde o taxonomické členění této skupiny, jsou různí autoři nejednotní. Pro potřeby naší databáze rozdělíme spájivky jednoduše na jednobuněčné spájivky představované řádem krásivky (Desmidiales sp.), kterým se věnuje úloha 41, a mnohobuněčné – vláknité typy.

Spájivky s nevětvenou vláknitou stélkou řadíme do řádu Zygnematales – jařmatkovité. Buňky jsou válcovité, s hladkou celistvou buněčnou stěnou. Na povrchu stěny je vrstva slizu. V buňce je jeden nebo více chloroplastů, jejich nápadný tvar je dobrým určovacím znakem. V chloroplastech obvykle vidíme jeden nebo více pyrenoidů (bílkovinná tělíska se škrobovým obalem, nacházející se v chloroplastech řas). Jařmatkovité řasy se většinou rozmnožují nepohlavně – rozpadem stélky. Ke spájení dochází na sklonku jejich vegetačního období (v letních měsících). S největší pravděpodobností nalezneme z jařmatkovitých řas zástupce rodu šroubatka Spirogyra sp., méně často pozorujeme V rašelinných vodách další zástupce jařmatkovitých řas. Jařmatka (Zygnema sp.) se vyznačuje přítomností dvojice hvězdicovitých chloroplastů s pyrenoidem v každé buňce; deskovka (Mougeotia sp.) má jediný chloroplast ve tvaru desky.

Vláknité kolonie vytváří i někteří zástupci z řádu krásivky (Desmidiales sp.). Tyto vláknité zástupce jsme zařadili do této úlohy. Jedná se o rody Desmidium sp. a Hyalotheca sp., které tvoří ploché, troj a víceboké buňky navzájem spojené slizem do vláknitých kolonií.

Materiál

Vzorky čisté stojaté i tekoucí vody. Vzorky mírně kyselých vod z různých zdrojů – lesní tůně, rašelinné tůně, odtoky z rašelinišť. Chuchvalce zelených řas nabrané v čistých vodách.

Pomůcky

Mikroskop, podložní a krycí sklíčko, Petriho miska, kapátko, filtrační papír.

Úkoly

2. Mikroskopické pozorování vláknitých spájivek ve vzorcích rašelinných vod

Z přinesených vzorků různých vod postupně vytvářejte preparáty. Kapátkem přeneste kapku vody na podložní sklíčko přikryjte krycím sklíčkem a pozorujte. Zakreslete část vlákna s několika buňkami, v nich vyznačte tvar chloroplastů. S pomocí literatury se pokuste pozorované druhy jařmatkovitých řas, případně druhy vláknitých krásivek určit.

2. Mikroskopické pozorování řasy šroubatky a pozorování spájení

Ve vzorku, kde jste našli šroubatku se pečlivým pozorováním pokuste najít vlákna v procesu spájení. Zakreslete část vlákna s několika buňkami, v nich vyznačte tvar chloroplastů. Pozorně si prohlédněte celý preparát, snažte se nalézt různé fáze spájení. Zakreslete a popište.

Výsledky pozorování

Šroubatka (Spirogyra sp.) má spirálovitě stočený chloroplast s četnými pyrenoidy. Na konci vegetačního období můžeme u této řasy pozorovat tzv. spájení (konjugaci). Dvě buňky odlišných vláken se k sobě přiblíží, vytvoří se mezi nimi jakýsi můstek a projde jím cytoplazma se všemi organelami do druhé buňky a jádra zde splynou za vzniku zygoty. Koloniální krásivka rodu Desmidium sp. má ploché víceboké buňky (většinou s několika zářezy), ty jsou spojeny slizem do vláknitých kolonií. Velmi podobný rod Hyalotheca sp. má buňky bez zářezů.

Metodické poznámky a doporučení

Šroubatku většinou najdeme v každé čisté vodě, ostatní jařmatkovité řasy pozorujeme opravdu jen v mírně kyselých vodách, tedy vodách z lesních nebo rašelinných tůněk nebo z odtoků z rašelinišť.
Doporučujeme zdůraznit žákům, že je nutné nabrat čistou, popř. mírně kyselou vodu, tedy vodu z lesních nebo rašelinných tůněk nebo z odtoků z rašelinišť, a pokud jsou ve vodě viditelné zelené chomáře, tak je třeba do vzorku nabrat i ty.
Vhodné je mít do zálohy připravené nějaké vzorky, které odebereme sami a u nichž se přesvědčíme, že v nich zásupci skutečně jsou. Úlohy na pozorování řas jsou velmi atraktivní, ale neúspěch při práci s nevhodným vzorkem žáky poměrně rychle odradí. Dobře odebraný vzorek je tedy v těchto případech jednoznačnou podmínkou úspěchu.
Spájení v preparátech šroubatky zdaleka nenalezneme vždy. Je to spíš otázka štěstí a trpělivých opakovaných pokusů. Častěji na vlákna v konjugaci narazíme v druhé polovině vegetační sezóny.
Nalezení různých druhů spájivek a případně kterékoliv z těchto řas při procesu rozmnožování považujeme za náročné, proto je úloha zařazena mezi náročné z hlediska materiálové náročnosti.
V buňkách deskovky můžeme při delším osvícení preparátu pozorovat natočení chloroplastu hranou ke zdroji osvětlení, jde o ochranu proti přezáření.
Zástupci jařmatkovitých řas se zpravidla poměrně snadno poznávají, nebývá problém s určením.
Pro bližší určování řas může posloužit řada internetových zdrojů. Jedním z nich je tato Galerie řas a sinic fykologické laboratoře na Přirodovědecké fakultě JČU v Českých Budějovicích.
Infomace o nárocích jednotlivých rodů na kvalitu vody jsme převzali z publikace Atlas vodních organismů se zřetelem na vodárenství, povrchové vody a čistírny odpadních vod, autorů Prof. RNDr. Vladimíra Sládečka, Dr Sc. a Prof. RNDr. Aleny Sládečkové, CSc. Obecně lze říct, že se všechny spájivky (až na některé výjimky ze skupiny krásivek) vyskytují ve velmi čistých vodách, s nízkým obsahem živin. Proto jsou nejlepšími vzorky vody z rašelinišť. Podle této publikace jsou řazeni všichni zástupci představení v této úloze mezi xenosaprobionty až oligosaprobionty, pouze některé druhy rodu Spirogyra sp., patří mezi beta-mezosaprobionty (event. i alfa-mezosaprobionty).
U našich fotografií nejsou uvedeny konkrétní lokality nálezů, fotografie jsou pořízeny ze vzorků z různých lokalit. Odběry pro pořízení fotodokumentace byly prováděny převážne v jižních Čechách na Třeboňsku, Táborsku a Písecku.
Nižším rostlinám se věnují také úlohy 35, 36, 37, 38, 39, 40 a 41. Úlohy 43, 44 a 45 pak ukazují, jak můžeme použít mikroorganismy jako bioindikátory ke stanovení jakosti povrchových stojatých a tekoucích vod.
U popisu obrázků a fotografií užíváme latinské názvy, protože ve většině internetových zdrojů jsou řasy uváděny pouze s latinkým pojmenováním. Díky tomu je pak možné se snadněji oreintovat např. při vyhledávání v galerii sinic a řas. Stejně tak vyhledávání obrázků pomocí vyhledávačů je mnohem úspěšnější při zadání latinského názvu než při zadání názvu českého. Pokud známe česká jména řas, uvádíme je v textech.

Obrazová dokumentace


Šroubatka (Spirogyra sp.) – Vlákna řasy s výraznými šroubovicovými chloroplasty. Vitální preparát ve vodě. Mikroskop LP 3012-T; objektiv 20; 40/okulár 10 + kamera CMOS 2	1 – buňka; 2 – přehrádka mezi buňkami vlákna; 3 – šroubovicový chloroplast; 4 – pyrenoid


Šroubatka (Spirogyra sp.) – Konjugace – spájení. Vitální preparát ve vodě. Mikroskop LP 3012-T; objektiv 20; 40/okulár 10 + kamera CMOS 2	1 – počínající konjugace; 2 – probíhající konjugace; 3 – dokončená konjugace; 4 – šroubovicový chloroplast; 5 – můstek (kopulační kanálek) spojující vlákna při konjugaci; 6 – protoplast putující z jednoho vlákna do druhého; 7 – zygospora ; 8 – prázdná buněčná stěna zbylá z buňky vlákna po konjugaci


Krásivky (Desmidiales sp.) – *Zástupci vláknitých koloniálních krásivek – Desmidium sp.* a Hyalotheca sp..**. Vitální preparát ve vodě. Mikroskop LP 3012-T; objektiv 20; 40/okulár 10 + kamera CMOS 2	Zástupci rodů A; C – Desmidium sp.; B; D – Hyalotheca sp.; 1 – zářez na okraji buňky; 2 – ochranná slizová vrstva; 3 – chloroplast s pyrenoidy