Rozmnožování a životní příběh

Řasy se obnovují pohlavním rozmnožováním, při kterém se používají samčí a samičí gamety (pohlavní buňky), nepohlavním rozmnožováním nebo oběma způsoby.

Pohlavní rozmnožování je tvorba potomstva bez spojení buněk nebo jaderného materiálu. Mnoho malých řas se rozmnožuje nepohlavně běžným buněčným dělením nebo fragmentací, zatímco větší řasy se rozmnožují výtrusy. Některé červené řasy vytvářejí jednobuněčné spory (stěnové, nebuněčné, kulovité buňky), které jsou unášeny vodními proudy a po vyklíčení vytvářejí nový organismus. Některé zelené řasy produkují nepohyblivé výtrusy zvané aplanospory, jiné zoospory, které nemají pravé buněčné stěny a nesou jeden nebo více bičíků. Tyto bičíky umožňují zoosporám plavat do příznivého prostředí, zatímco monospory a aplanospory se musí spoléhat na pasivní transport vodními proudy.

Pohlavní rozmnožování je charakterizováno procesem meiózy, při kterém potomci získávají polovinu své genetické informace od každé rodičovské buňky. Pohlavní rozmnožování je obvykle regulováno událostmi v prostředí. U mnoha druhů je při nepříznivé teplotě, slanosti, anorganických živinách (např. fosforu, dusíku a hořčíku) nebo délce dne vyvoláno pohlavní rozmnožování. Pohlavně se rozmnožující organismus má obvykle dvě fáze životního cyklu. V první fázi má každá buňka jednu sadu chromozomů a nazývá se haploidní, zatímco ve druhé fázi má každá buňka dvě sady chromozomů a nazývá se diploidní. Když při oplodnění splyne jedna haploidní gameta s druhou haploidní gametou, výsledná kombinace se dvěma sadami chromozomů se nazývá zygota. Buď ihned, nebo později diploidní buňka přímo nebo nepřímo prochází zvláštním redukčním procesem dělení buněk (meiózou). Diploidní buňky v tomto stadiu se nazývají sporofyt, protože produkují spory. Během meiózy se počet chromozomů diploidního sporofytu sníží na polovinu a výsledné dceřiné buňky jsou haploidní. V určitém okamžiku, bezprostředně nebo později, se haploidní buňky chovají přímo jako gamety. U řas, stejně jako u rostlin, se haploidní buňky v tomto stadiu nazývají gametofyty, protože produkují gamety.

Životní cykly pohlavně se rozmnožujících řas se liší; u některých je dominantním stadiem sporofyt, u jiných gametofyt. Například Sargassum (třída Phaeophyceae) má diploidní tělo (sporofyt) a haploidní fázi představují gamety. Ectocarpus (třída Phaeophyceae) má střídavě diploidní a haploidní vegetativní stadium, zatímco Spirogyra (třída Charophyceae) má haploidní vegetativní stadium a zygota je jedinou diploidní buňkou.

Zejména u sladkovodních druhů přechází oplodněné vajíčko neboli zygota často do klidového stavu zvaného zygospora. Zygospory mají obvykle velké zásoby potravních zásob a silnou, odolnou buněčnou stěnu. Po vhodném podnětu z prostředí, jako je změna světla, teploty nebo živin, jsou zygospory přiměny ke klíčení a začnou další období růstu.

Většina řas může žít dny, týdny nebo měsíce. Malé řasy se někdy vyskytují v hojném počtu během krátkého období roku a po zbytek roku zůstávají v klidovém stavu. U některých druhů je spící formou odolná cysta, zatímco jiné druhy zůstávají ve vegetativním stavu, ale ve velmi nízkém počtu. Některé velké, přisedlé druhy jsou pravými trvalkami. Na konci vegetačního období mohou ztratit hlavní tělo, ale příchytná část, holdfast, vytváří nový růst až na začátku dalšího vegetačního období.

Červené řasy, jejichž příkladem je Polysiphonia, mají jedny z nejsložitějších životních cyklů známých u živých organismů. Po meióze vznikají čtyři haploidní tetraspory, z nichž klíčením vzniká buď samčí, nebo samičí gametofyt. Po dozrání vytváří samčí gametofyt zvláštní spermatické větve, které nesou struktury zvané spermatangia, jež obsahují spermie, samčí gamety. Samičí gametofyt vytváří zvláštní karpogoniální větve, které nesou karpogonie, samičí gamety. K oplození dochází, když se samčí spermie nesené vodními proudy srazí s prodlouženou částí samičího karpogonia a obě gamety splynou. Oplodněné karpogonium (zygota) a okolní tkáň samičího gametofytu se vyvinou v košíčkovitou nebo pustulovitou strukturu zvanou karposporofyt. Karposporofyt nakonec produkuje a uvolňuje diploidní karpospory, které se vyvinou v tetrasporofyty. Některé buňky tetrasporofyta podléhají meióze, čímž vznikají tetraspory, a cyklus se opakuje. V životním cyklu Polysiphonia a mnoha dalších červených řas existují oddělené samčí a samičí gametofyty, karposporofyty, které se vyvíjejí na samičích gametofitech, a oddělené tetrasporofyty.

Životní cykly diatom, které jsou diploidní, jsou také jedinečné. Stěny diatomů neboli plodnice se skládají ze dvou překrývajících se částí (chlopní). Během buněčného dělení se uprostřed buňky vytvoří dvě nové chlopně, které rozdělí protoplazmu na dvě části. V důsledku toho jsou nové chlopně obvykle o něco menší než původní, takže po mnoha po sobě jdoucích generacích je většina buněk v rostoucí populaci menší než jejich rodiče. Když takové diatomy dosáhnou kriticky malé velikosti, může dojít ke stimulaci pohlavního rozmnožování. Malé diploidní buňky podléhají meióze a u pennate (tenké, eliptické) diatomy se výsledné haploidní gamety spojí v zygotu, která se poměrně zvětší a vytvoří zvláštní druh buňky nazývané auxospora. Auxospora se rozdělí a vytvoří dvě velké vegetativní buňky a tímto způsobem se obnoví větší velikost. U centrických diatomů existuje výrazná diferenciace mezi nepohyblivými samičími gametami, které fungují jako vaječné buňky, a pohyblivými (obvykle jednobuněčnými) samčími gametami

.