Водоросли - большая группа древнейших растений. Строение их тела и размеры характеризуются огромным разнообразием. Существуют микроскопических размеров одноклеточные, многоклеточные и колониальные формы (в 1-2мкм) и крупные, с различным строением слоевища, достигающие 30-45м. Рассмотрим общую характеристику водорослей.
Общим свойством всех водорослей является наличие хлорофилла. Кроме хлорофилла водоросли могут содержать и другие пигменты (фикоциан, фикоэритрин, каротин, ксантофилл, фикоксантин). Эти пигменты придают водорослям красную, бурую, желто-зеленую окраску, маскируя основную зеленую.
Общая характеристика
Питание . Наличие пигментов в клетках водорослей обеспечивает аутотрофный тип питания. Однако многие водоросли обладают способностью в определенных условиях переключаться на гетеротрофное питание (эвгленовые - в темноте) либо сочетают его с фотосинтезом.
Классификация водорослей . Количество видов водорослей превышает 40тыс. Однако классификация их не завершена, так как не все формы достаточно хорошо изучены. У нас в стране принято деление водорослей на 10 отделов: синезеленые, пирофитовые, золотистые, диатомовые, желтозеленые, бурые, красные, эвгленовые, зеленые, харовые. Наибольшим числом видов представлены зеленые (13-20 тыс.) и диатомовые (10 тыс.).
Деление водорослей на отделы совпадает обычно с их окраской, связанной, как правило, с особенностями строения клеток и слоевища.
Строение клеток водоросли . Водоросли - единственная группа организмов, среди которых встречаются прокариоты (синезеленые) и эукариоты (все остальные). В ядрах эукариотических водорослей выявлены все структуры, свойственные ядрам других эукариот: оболочки, ядерный сок, ядрышки, хромосомы.
Строение, состав и свойства остальных клеточных компонентов у водорослей характеризуется большим разнообразием. В процессе эволюции естественный отбор сохранил наиболее перспективные формы, в том числе такой тип клеточной организации, который позволил растениям перейти к наземному образу жизни.
Размножение водорослей бывает вегетативным, бесполым (с помощью спор) и половым. У одного и того же вида в зависимости от условий и времени года способы размножения различны. При этом наблюдается смена ядерных фаз - гаплоидной и диплоидной.
Условия жизни и места обитания водорослей . Благоприятными условиями существования водорослей являются: наличие света, источников углерода и минеральных солей, а основной средой обитания для них служит вода. Большое влияние на жизнь водорослей оказывают температура, соленость воды и др.
Большинство водорослей - обитатели пресных и морских водоемов. Они могут населять толщу воды, свободно плавать в ней, образуя фитопланктон, либо поселяются на дне, прикрепляясь к разнообразным предметам, живым и мертвым организмам, образуя фитобентос. Заселяют водоросли и горячие источники, а также водоемы с повышенной соленостью.
Водоросли относятся к низшим растениям, их организм - таллом, или слоевище, не имеет органов: корней, побега и др. - как у высших растений. Слоевище некоторых водорослей может иметь сложную форму, напоминающую корни, листья, но это чисто внешнее сходство, так как клетки водорослей не дифференцированы и не образуют ткани: проводящую, механическую и прочие, как у высших растений.
Водоросли являются эукариотами, их клетки имеют ядро. Этим они отличаются от цианобактерий (старое название - сине-зеленые водоросли), тоже способных к фотосинтезу, но не имеющих ядра и относящихся к прокариотам.
Одноклеточные зеленые водоросли: хламидомонада, хлорелла, - обитают в пресноводных водоемах. Их организм состоит из одной клетки, покрытой оболочкой из целлюлозы. У хламидомонады вытянутая обтекаемая форма тела, имеются два жгутика, с помощью которых водоросль активно передвигается в более освещенные места (светочувствительный глазок!). Хлорофилл, необходимый для фотосинтеза, содержится в хроматофоре чашевидной формы. Хлорелла не имеет жгутиков.
Нитчатые водоросли состоят из цепочек клеток, плавающих в толще воды (спирогира) или прикрепляющихся к камням, корягам и другим подводным предметам (улотрикс). Хроматофоры спирогиры имеют форму узких лент в форме спирали.
Бурые и красные водоросли обитают в морях на бо́льшей глубине, где меньше света, поэтому фотосинтез у них осуществляется с помощью других пигментов, придающих им бурую и красную окраску. Слоевище бурой водоросли ламинарии размером до 6 метров крепится к камням с помощью ризоидов, её тело напоминает стволик и длинные листья, но, как уже было сказано, это не настоящие органы, а выросты таллома.
Значение водорослей
- Водоросли в процессе фотосинтеза производят органические вещества и насыщают воду кислородом.
- Водоросли служат пищей рыбам (фитопланктон!) и другим водным организмам, дают им убежище.
- Человек использует водоросли в пищу (ламинария), на корм скоту и удобрение. В тех местностях, где наблюдается недостаток йода, водоросли, как и другие морские организмы, можно употреблять для пополнения запасов йода в организме (профилактика заболеваний щитовидной железы).
- Из красных водорослей получают вещество агар-агар, необходимое для производства мармелада, а также йод.
- Хламидомонада в темноте способна питаться растворенными в воде органическими веществами, всасывая их поверхностью клетки. Это способствует очищению воды.
- Водоросли могут создавать помеху судоходству, как, например, в Саргассовом море.
- Массовое размножение зеленых одноклеточных водорослей в реках и прудах («цветение» воды) может приводить к ухудшению качества воды, особенно после их гибели.
- Изучается возможность использования хлореллы для регенерации воздуха (и получения пищевых продуктов) на космических кораблях и подводных лодках.
Экологического Центра "Экосистема" можно недорого
(по себестоимости производства) купить
(заказать по почте наложенным платежом, т.е. без предоплаты) наши авторские методические материалы по грибам, лишайникам и растениям:
10
компьютерных (электронных) определителей
, в том числе:
грибы России ,
древесные растения зимой ,
древесные растения летом и
травянистые растения (дикорастущие цветы) ,
20
цветных ламинированных определительных таблиц
, в том числе:
по древесным растениям
(деревья зимой ,
деревья летом ,
кустарники зимой и
кустарники летом), по
травянистым растениям
(цветы лесов ,
лугов и полей ,
водоемов и болот и
первоцветы),
а также по
грибам ,
водорослям ,
лишайникам и
мхам ,
8
цветных определителей
травянистых растений (дикорастущих цветов) средней полосы России (изд-во "Вентана-Граф"), а также
65
методических пособий
и
40
учебно-методических фильмов
по методикам
проведения научно-исследовательских работ в природе (в полевых условиях).
СТРОЕНИЕ И РАЗМНОЖЕНИЕ ВОДОРОСЛЕЙ
Водоросли исключительно разнообразны по своему строению. Таллом их может быть представлен одной клеткой или многими, составляющими колонии и многоклеточные организмы. Среди последних имеются как крупные, часто напоминающие по внешним очертаниям высшие растения, так и микроскопические организмы.
Большое внешнее разнообразие водорослей можно свести к ряду типов (структур) , полностью или частично повторяющихся в разных отделах этих растений. Основные из них следующие:
1. Активно подвижные , передвигающиеся в воде с помощью жгутиков водоросли, одноклеточные и колониальные.
2. Неподвижные в вегетативной жизни водоросли, одноклеточные и колониальные разнообразной формы. Число клеток у колониальных представителей первого и второго типа строения постоянно на протяжении всей жизни; такие колонии называются ценобиями.
3. Нитчатые водоросли. Простые или разветвленные талломы этих растений состоят из неподвижных клеток, соединенных в нити. Для нитчатой организации характерно непрерывное нарастание таллома в длину благодаря делению клеток в поперечном направлении. Нитчатые талломы некоторых водорослей объединены выделяемой клетками слизью в шаровидные, пластинчатые, волосовидные и т. п. скопления, которые обычно тоже называются колониями.
4. Пластинчатые водоросли. Талломы в виде пластин или шнуров, формируются в результате деления клеток не только в поперечном, но и в продольном направлении.
5. Сифоновые водоросли. Талломы разнообразной формы, лишенные перегородок, представляют собой гигантские многоядерные клетки. Перегородки появляются только при повреждении слоевища или для отделения органов размножения.
Водоросли первых двух типов строения - в подавляющем большинстве микроскопические растения. В период своего массового развития они могут сильно уменьшать прозрачность воды в водоеме и изменять ее цвет, вызывая чаще всего побурение или позеленение («цветение ») водоема. Одноклеточные хламидомонада (подвижная) и хлорелла (неподвижная) из отдела зеленых водорослей - самые обычные примеры этих двух групп.
Среди нитчатых водорослей (нитчаток) есть и микро- и макроскопические формы (макрофиты ). В водоемах нитчатки часто образуют скопления так называемой тины , плавающей обычно ближе к поверхности воды. Слизистую тину ярко-зеленого цвета в пресных водоемах образуют чаще всего неветвящиеся нити спирогиры. Из ветвящихся зеленых нитчатых водорослей в пресной и морской воде распространена кладофора . Очень близки к ней по внешним очертаниям таллома бурая водоросль эктокарпус и красная каллитамнион , живущие исключительно в морях.
Пластинчатые и сифоновые водоросли достигают, как правило, значительных размеров и имеют сложное внешнее расчленение слоевища. Ульва (отдел Chlorophycophyta), порфира (отдел Rhodophycophyta), ламинария (отдел Phaeophycophyta) - типично пластинчатые формы. Сифоновый организацией обладают бриопсис , кодиум (отдел Chlorophycophyta), вошерия, ботридиум (отдел Xanthophycophyta) и др.
Неодинаковы водоросли и по своей окраске , что находит отражение в названиях большинства отделов этих организмов: зеленые, желто-зеленые, бурые, красные и т. д. У значительной их части наряду с зеленым пигментом - хлорофиллом имеются дополнительные пигменты. Набор пигментов - важный и достаточно стабильный признак отделов водорослей.
Так, у зеленых водорослей в набор пигментов входят хлорофилл , каротин и ксантофилл , в клетках сине-зеленых водорослей присутствуют кроме перечисленных пигментов фикоциан и фикоэритрин и т. д. Количественное же соотношение пигментов у разных представителей одной и той же группы водорослей сильно варьирует, обеспечивая тем самым разнообразие их цветов и оттенков.
Клетки большинства водорослей снаружи покрыты оболочкой , в состав которой входят целлюлоза, гемицеллюлоза, пектиновые вещества. Кроме этих соединений в слоях оболочек многих водорослей присутствуют карбонат кальция, железо, альгиновая кислота, фукоидин, хитиноподобные вещества и т. д. Под оболочкой обычно располагается тонким слоем цитоплазма с ядром и окрашенным телом - хроматофором , а в центре клетки у большинства водорослей - вакуоль с клеточным соком. Форма хроматофоров в отличие от хлоропластов высших растений чрезвычайно разнообразна. Клетки всех водорослей, кроме сине-зеленых, имеют одно или много ядер.
Очень разнообразны также способы размножения водорослей и циклы их развития. Основные способы размножения у водорослей - вегетативное, бесполое и половое. Вегетативное размножение - это размножение отдельными частями слоевища или делением клетки на две новысотой. Если при таком делении клетки остаются связанными с помощью слизи, то образуются колонии.
При бесполом размножении в слоевище формируются особые споры, которые прорастают в новые особи. Такие споры могут быть подвижными (зооспоры ) или неподвижными (апланоспоры ).
При половом воспроизведении образуются половые клетки (гаметы ), после попарного слияния которых формируется зигота, дающая начало новым особям. Основные типы полового процесса у водорослей: изогамия (слияние неразличимых по строению и подвижности гамет), гетерогамия (слияние подвижных гамет, отличающихся по размерам), оогамия (слияние крупной неподвижной яйцеклетки с мелким подвижным сперматозоидом) и конъюгация (слияние протопластов двух вегетативных клеток).
У одних водорослей одна и та же особь дает гаметы или споры в зависимости от возраста и условий окружающей среды. У других функции бесполого и полового размножения выполняют разные особи . В таком случае растения, на которых развиваются органы бесполого размножения, называются спорофитами , а те, на которых развиваются половые органы, - гаметофитами . Эти два поколения в цикле развития организма могут сильно отличаться по структуре или, наоборот, быть очень похожими друг на друга морфологически.
В экологическом Центре "Экосистема" можно приобрести цветную определительную таблицу "Водоросли пресных водоемов и морей России" , а также другие методические материалы по водной и околоводной флоре и фауне (подробнее см. ниже).
Примерно до середины XX века все растения делили на низшие и высшие. К низшим растениям относили бактерии, грибы, слизевики, водоросли, лишайники . Представители этих групп чрезвычайно разнородны, однако им характерны некоторые общие признаки: отсутствие тканей и дифференциации тела на корень, стебель, лист (т.е. отсутствие органов).
В настоящее время бактерии и грибы выделены в самостоятельные царства живых организмов, а слизевики и лишайники рассматриваются как отдельные группы (отделы) в царстве грибов .
Растениям характерны следующие признаки:
– аэробный фотосинтез;
– наличие в клетках хлоропластов;
– запасное вещество – крахмал;
– плотная целлюлозная клеточная оболочка;
– относительная неподвижность.
По одной из классификаций царство Растения делят на три подцарства: Багрянки (красные водоросли), Настоящие водоросли и Высшие растения.
Вегетативное тело багрянок и настоящих водорослей не расчленено на органы и ткани. Их нередко, по-старому, называют низшими растениями. Однако сейчас багрянки и настоящие водоросли относят к царству Протисты .
Высшие растения , в отличие от низших, – сложные, дифференцированные на органы и ткани многоклеточные организмы, приспособленные к обитанию в наземной среде.
Водоросли – сборная группа преимущественно водных фотосинтезирующих протистов. Возникли в протерозое ~800–900 млн. лет назад.
Понятие «водоросли» в научном отношении страдает большой неопределенностью. Само слово «водоросли» означает лишь то, что это – простейшие организмы, живущие в воде. Однако в воде могут встречаться и семенные (кувшинка, ряска ), высшие споровые (мох фонтиналис , хвощ речной , полушник озерный, папоротник сальвиния ) вторичноводные растения. К тому же в водоемах обитают и фотосинтезирующие бактерии (цианобактерии ), которые не являются растениями или протистами, однако они способны к аэробному фотосинтезу (часто их называют сине-зелеными водорослями). С другой стороны, значительное количество микроскопических водорослей произрастает и на суше (в отличие от «водных» водорослей эти «сухопутные» водоросли легко переносят высыхание и очень быстро оживают при малейшем увлажнении).
Известно более 40 000 видов водорослей, которые ранее объединялись в 9 отделов: красные, диатомовые, зеленые, бурые, пирофитовые, желтозеленые, золотистые, харовые, эвгленовые. В настоящее время вопрос о количестве и составе отделов водорослей, как представителей царства Протисты, окончательно не решен. Общим для водорослей является их способность к автотрофному способу питания благодаря наличию фотосинтезирующего аппарата (вместе с тем у некоторых водорослей наряду с автотрофным существует и гетеротрофное питание). Разные группы водорослей различаются набором пигментов, строением хлоропластов, продуктами фотосинтеза, числом и строением жгутиков. Считается, что отделы водорослей произошли от разных групп одноклеточных организмов, т.е. непосредственно не родственны друг другу. От них, вероятно, происходят наземные хлорофиллоносные растения.
Наука, изучающая водоросли – альгология (от лат. algae – водоросли).
Строение клетки . Организация клетки большинства водорослей мало отличается от организации типичных клеток растений, однако имеет и свои особенности (рис. 4.7.).
Клетка большинства водорослей покрыта плотной оболочкой, состоящей в основном из целлюлозы и пектиновых веществ.
Оболочка водорослей слоистая (неоднородная, 2-х – 3-хслойная). Как правило, внутренние слои оказываются целлюлозными, а наружный – пектиновым, который защищает клетку от губительного действия кислот и других реагентов.
У многих водорослей в оболочке откладываются добавочные компоненты: карбонат кальция (харовые ), альгиновая кислота (бурые ), железо (красные, вольвоксовые ). У диатомовых вместо целлюлозы в клеточной оболочке содержится кремний (он укрепляет матрикс оболочки, создавая структуру, похожую на панцирь).
Лишь
немногие водоросли являются «голыми»
(т.е. без оболочки, окруженные лишь
плазмолеммой), чаще они покрыты пелликулой
–
плотным
эластичным белковым слоем (эвгленовые
)
и способны
легко изменять форму своего тела.
С
Рис. 4.7.
Строение
клетки водорослей.
А – хламидомонада
; Б –спирогира
(часть нити).
Под оболочкой находится протопласт, включающий цитоплазму и ядро (ядра). У большинства водорослей цитоплазма расположена постенным тонким слоем, окружая большую центральную вакуоль с клеточным соком.
У большинства водорослей в клетке имеется всего 1 ядро, но, например, у кладофоры их несколько десятков, а у водяной сеточки (гидродиктион ) – несколько сотен. Клетки с большим количеством ядер называются ценоцитными .
В клетках водорослей присутствуют все органоиды типичные растительным клеткам: эндоплазматическая сеть, рибосомы, комплекс Гольджи, митохондрии, хлоропласты и другие.
Однако, хлоропласты водорослей (хроматофоры ) отличаются от хлоропластов растений огромным разнообразием форм, месторасположением в клетке, а также набором пигментов.
По форме они могут быть чашевидными (хламидомонада ), спиральными (спирогира ), пластинчатыми (мелозира ), цилиндрическими (улотрикс ), звездчатые (зигнема ) и др. (рис. 4.7., 4.8.).
В
хлоропластах
имеются
различные пигменты:
хлорофиллы
a,
b,
c,
d;
каротиноиды
(оранжевые), фукоксантин
(бурый), фикоцианин
(синий), фикоэритрин
(красный).
В
Рис. 4.8.
Некоторые
формы
хлоропластов
водорослей.
1 – звездчатый у зигнемы
; 2 –
цилиндрический уулотрикса
; 3 –
пластинчатый умелозиры
.
У одноклеточных водорослей присутствует также светочувствительный красный глазок – стигма (улавливает и преобразует свет, необходим для ориентации в пространстве), пульсирующие вакуоли (удаляют из клетки излишки воды, выполняют экскреторную функцию) и жгутики (служат для передвижения). Почти все водоросли, за исключением красных , могут образовывать подвижные клетки.
Строение тела. Водоросли могут быть одноклеточными (хламидомонада, хлорелла), колониальными (водяная сеточка, вольвокс, пандорина) и многоклеточными (нитчатые – спирогира, кладофора ; пластинчатые – фукус, ламинария ; харофитные – хара, нителла). Их размеры колеблются от микроскопических (1 мкм – хлорелла ) до гигантских (до 60 м в длину – макроцистис гигантский ).
Тело многоклеточных водорослей представлено талломом, или слоевищем, не имеет настоящих тканей и органов (листьев, стеблей и корней), хотя у некоторых и есть внешне похожие части (рис. 4.9.).
Слоевище водорослей отличается большим разнообразием морфологических структур, отражающие основные этапы их эволюции. Выделяют следующие основные морфологические структуры водорослей:
– амебоидная – это первичная и наиболее примитивная морфологическая структура свойственна одноклеточным организмам и характеризуется отсутствием постоянной формы клетки, оболочки и жгутиков. Передвигаются эти водоросли, как и амебы, с помощью ложноножек (золотистые и желто-зеленые );
– монадная структура – свойственна одноклеточным организмам и характеризуется наличием у таких клеток одного, двух или нескольких жгутиков, благодаря которым они передвигаются (пирофитовые, золотистые, эвгленовые ); у более высоко организованных монадное строение имеют клетки, служащие для бесполого и полового размножения;
– коккоидная – характеризуется неподвижными клетками с плотной клеточной оболочкой, одиночными или соединенными в колонии (зеленые, золотистые, у диатомовых – это единственная структура);
– палъмеллоидная – представляет собой объединение множества коккоидных клеток, погруженных в общую слизь, но не имеющих плазматических связей (зеленые );
– нитчатая – соединение при помощи цитоплазматических тяжей неподвижных клеток в нити, которые могут быть простыми и ветвящимися, свободноживущими и прикрепленными, объединенными часто в слизистые колонии (зеленые, желто-зеленые и др.);
–
разнонитчатая
–
это
усложненная нитчатая структура, состоящая
из нитей стелющихся по субстрату и
отходящих от них вертикальных нитей
(зеленые,
золотистые, красные, бурые
);
– пластинчатая – характеризуется многоклеточными слоевищами в форме пластинок, состоящих из одного, двух и более слоев клеток (зеленые, бурые, красные );
– сифональная – слоевище характеризуется отсутствием клеточных перегородок и большим количеством ядер, это в основном морские водоросли (зеленые, жёлто-зеленые )
– харофитная – крупное многоклеточное слоевище линейно-членистого строения, где различают главный «побег», «листья» и ризоиды (харовые ).
Размножение . Водоросли размножаются бесполым и половым путем.
Бесполое размножение осуществляется вегетативно или спорами.
Вегетативное размножение у одноклеточных осуществляется делением клетки (митоз), у колониальных и нитчатых – частями слоевища, или же специальными органами (например, клубеньками у харовых водорослей).
У некоторых нитчатых водорослей (Spirogira ) нить (тело, таллом) расщепляется строго определенным образом вдоль, и при этом образуются две новые нити – фрагментация .
У ряда нитчатых водорослей (например, улотрикс ) отдельные клетки округляются, накапливают большое количество запасных питательных веществ и пигментов, их оболочки утолщаются. Такие клетки называются акинетами . Они способны переживать неблагоприятные условия, при которых обычные вегетативные клетки водорослей погибают и их нити разрушаются. При наступлении благоприятных условий акинеты прорастают в нити.
Споровое размножение осуществляется при помощи апланоспор (неподвижных спор) или зооспор (подвижных – у большинства водорослей)), образующихся путем деления протопласта обычных клеток или в специальных клетках – спорангиях.
Половое размножение осуществляется с помощью половых клеток – гамет (гаметогамия ), после их слияния образуется зигота, которая дает новую особь или зооспоры. Гаметы образуются в клетках, не отличающихся от вегетативных, или в особых клетках – гаметангиях (женский гаметангий – оогоний, мужской – антеридий). Лишь у харовых водорослей гаметангии многоклеточны. Основные типы полового размножения – изо-, гетеро- и оогамия. Также у водорослей встречаются конъюгация – слияние протопластов неспециализированных неподвижных клеток (спирогира ) и хологамия – слияние двух взрослых одноклеточных подвижных организмов (некоторые вольвоксовые ).
У примитивных водорослей (например, хламидомонада) каждая особь способна формировать и споры, и гаметы в зависимости от времени года и внешних условий (например, температуры). У других функции бесполого и полового размножения выполняют разные особи – спорофиты (образуют споры) и гаметофиты (образуют гаметы). У целого ряда водорослей происходит строгое чередование поколений – гаплоидного гаметофита и диплоидного спорофита.
Экологические группы. Большинство водорослей живет в пресноводных водоемах и морях. Однако существуют и наземные, почвенные и другие экологические группы водорослей.
Выделяют следующие экологические группы водорослей:
– водные : – фитопланктон – совокупность преимущественно мелких, пассивно плавающих в толще воды водорослей (вольвокс, пандорина, фрагилярия, эвглена, хламидомонада ); – фитобентос – совокупность водорослей, живущих на дне водоемов или обрастающие различные водные предметы, а также плавающие на поверхности воды зеленые ватообразные скопления, называемые тиной (хара, нителла, кладофора, улотрикс, спирогира, пиннулярия, новикула, ламинария, фукус );
– наземные (аэрофитные, несколько сотен видов) – водоросли, образующие различно-окрашенные налеты и пленки на деревьях (плеврококк, хлорококк, хлорелла, трентеполия ), скалах, сырой земле, крышах и стенах домов (космарий, пиннулярия), на заборах и т.д.;
– почвенные – водоросли, обитающие на поверхности почвы или в ее самых верхних горизонтах (в РБ ~200 видов: диатомовые, зеленые, желто-зеленые : хламидомонада, хлорелла, хлорококк, навикула, пиннулярия );
– криофитон – водоросли льда и снега (~350 различно-окрашенных видов; явление «красного снега» – скопление одноклеточной водоросли хламидомонады снежной ; зеленая окраска снега – рафидонема снежная ; коричневая окраска снега и льда – анцилонема норденшельда ); и др.
Значение.
1. В водоемах являются основным источником органического вещества – продуценты.
По современным оценкам, на долю океана приходится по меньшей мере половина мировой первичной продукции, выражающейся в количестве фиксированного углерода.
Водоросли (в первую очередь фитопланктон) – очень важное звено в водных экосистемах, с них начинается большинство пищевых цепей.
2. Участвуют в биогеохимических циклах веществ.
Обогащают гидросферу и атмосферу кислородом, причем водорослями выделяется в атмосферу ~50% всего кислорода. Фиксируют углекислый газ. Участвуют в круговороте Ca и Si.
3. Участвуют в почвообразовании.
4. Вступают в симбиоз с другими организмами.
5. Участвуют в процессе естественного самоочищения сточных и загрязненных вод, регенерации воздуха в замкнутых системах (при космических полетах, подводном плавании), могут быть использованы для очистки вод загрязненных радионуклидами (хлорелла способна накапливать радионуклиды).
6. Являются индикаторами загрязнения и засоления среды.
7. Применяются человеком в качестве пищевых продуктов (ламинария, алария, ульва, порфира ), удобрений и кормовых добавок для животных, источник витаминов (А, В 1 , В 2 , В 12 , С и D) и биостимуляторов.
Употреблять в пищу можно, по-видимому, почти все водоросли, так как ядовитых форм среди них нет. Например, на Сандвичевых островах из 115 имеющихся видов водорослей местное население употребляет в пищу около 60.
Особенно богата витаминами красная водоросль порфира . Наибольшей известностью как лечебное и профилактическое средство пользуется морская капуста (ламинария сахарная ), применяемая против некоторых желудочно-кишечных расстройств, склероза, зоба, рахита и др. заболеваний.
8. Являются сырьем для промышленности.
Агар-агар (из красных ), альгин (из бурых ) получаемые из водорослей применяются в пищевой (при производстве мармелада, пастилы, мороженого и т.д.; в качестве добавки к хлебу – не так быстро черствеет), бумажной (придает плотность и глянец), фармацевтической промышленности (для изготовления кремов, мазей), в научных исследованиях (твердая среда для культивирования микроорганизмов).
Диатомин (скопления отмерших диатомовых водорослей) используется почти в 50 отраслях промышленности. Их ценное качество – высокая пористость и низкий удельный вес. Большое количество диатоминов идет на приготовление легких кирпичей; применяется в качестве добавки к цементу. Но наиболее широко применяется в качестве фильтрующего материала при производстве масел, жиров, в сахарной и химической промышленности.
Некоторые вещества используются в парфюмерии, для получения клея (альгиновые кислоты) и т.д. Используются для получения органических кислот, спиртов, лаков и др.
Из бурых водорослей получают йод, бром.
9. Вместе с бактериями вызывают «цветение» воды.
«Цветение» наблюдается при достаточно теплой погоде, когда в воде много питательных веществ (такая ситуация очень часто искусственно создается человеком, когда в воду сбрасывают промышленные стоки или же когда в реки и озера попадают удобрения с полей). В результате начинается взрывоподобное размножение первичных продуцентов, и они в нарушение всех законов природы начинают отмирать раньше, чем их успеют съесть. При последующем разложении остатков происходит столь же интенсивное размножение аэробных бактерий (редуцентов) и вода полностью лишается кислорода. Вследствие чего начинают гибнуть рыбы и другие животные и растения. Токсины, образующие при «цветении» воды, в особенности при размножении цианобактерий (сине-зеленых водорослей), усиливают гибель животных.
Водоросли (Algae ) - низшие споровые одноклеточные, колониальные и многоклеточные растения, содержащие в клетках разные фотосинтезирующие пигменты и живущие преимущественно в воде. Это древнейшие и самые простые представители растительного мира. Среди водорослей на сегодня описано более 60 тыс. Видов, вместе с тем ожидаемое многообразие, по оценкам различных ученых находится в пределах 500 тыс. - 10 млн. Видов. Наука о водорослях называется альгология .
Строение тела. Водоросли могут иметь совершенно простое строение и совсем незначительные размеры, как диатомовые, или наоборот, огромные размеры и тканевую строение, как бури. Водоросли являются низшими растениями, поскольку их тело не содержит тканей и не расчленено на органы. Эти организмы живут в водной среде с растворенными питательными веществами, которые поглощают всей поверхностью тела. Поэтому в водорослей форуме стебли, листьев и корня, отсутствует ведущая система тканей, которая осуществляет в наземных растений транспортную функцию. Такое тело представляет собой слоевище (или таллом ) и у водорослей оно имеет разнообразную строение, форму, размеры, окраска и т. По строению тела водоросли делятся на одноклеточные (хламидомонада, хлорелла), колониальные (вольвокс, пандорина, педиаструм) или многоклеточные (ламинария, спирогира) организмы.
Особенности строения клеток. Клетки водорослей является эукариотическими и построены из таких частей, как поверхностный аппарат, цитоплазма и ядро. К поверхностному аппарата входит клеточная оболочка, образованная клеточной стенкой из целлюлозы, и матрикса с пектиновых веществ. Часто она ослизняется или минерализируется различными солями. Клеточные оболочки многих водорослей имеют поры, через которые осуществляется связь со средой, и выросты, которые поддерживают их тело в толще воды. В цитоплазме имеется один или несколько хлоропластов очень разнообразной формы (звездчатая, веретенообразная, лентовидная, чашевидная и т.п.), у водорослей еще называют хроматофорами. Слово "хроматофор" в переводе с греческого звучит как "то, что приводит цвет". Они содержат пигменты и обеспечивают фотосинтез. В хроматофорах определенных видов водорослей располагаются пиреноиды - белковые тельца, в которых образуются и вокруг которых откладываются крахмальные зерна. Запасными веществами являются частью углеводы (крахмал, ламинарин, волютин, лейкозин) и жиры (масла), которые накапливаются и откладываются в виде включений в цитоплазме или пластидах. Есть одна большая или несколько маленьких вакуолей с клеточным соком. В пресноводных видов выполняют сократительную функцию и обеспечивают удаление избытка
Строение клетки хламидомонады: 1 - цитоплазма; 2 - клеточная стенка из целлюлозы; 3 - цитоплазматическая мембрана; 4 - хроматофор; 5 - пиреноиды; 6 - зерна крахмала; 7 - ядро; 8 - красный глазок (Стига ) ; 9 - сократительные вакуоли; 10 - жгутики.
воды. Во многих водорослей в хлоропласте (зеленые, золотистые, бурые) или за его пределами (евгленови) расположено красное или оранжевое глазок (стигма), которое улавливает и превращает свет, что необходимо для ориентации тела водоросли в пространстве. Общим признаком водорослей является наличие в хлоропластах фотосинтезирующих пигментов, которые обусловливают зеленый, красный, бурый, желто-зеленого цвета, маскируя при этом основной зеленый. Пигменты - это органические вещества, которые избирательно поглощают определенные лучи света. Важнейшее значение для фотосинтеза имеют зеленые пигменты - хлорофиллы. В водорослей является хлорофиллы a, b, с, d, е, которые определяют зеленый цвет, каротиноиды (каротин и ксантофиллы ) - желтый, оранжевый, фикобилины (фикоциан, фикоэритрин ) - синий, красный. Окраска водорослей является приспособлением к жизни на разной глубине в воде.
Водоросли сочетают в два подцарства в пределах царства Растения.
Отдела: пирофитовые, Золотистые, Диатомовые, Бури, эвглены, Зеленый, Харовые и др.
Итак, самыми общими для всех водорослей признаками строения является таломна телосложение, наличие фотосинтезирующих пигментов, среди которых обязательными и хлорофиллы, и ряда специфических органелл клетки: хроматофоров, пиреноиды, ячеек и др.